论文部分内容阅读
本文以粉煤灰和白泥为主要原料添加少量添加剂制备出性能优良的粉煤灰白泥玻璃陶瓷,系统研究了粉煤灰白泥玻璃陶瓷综合性能与基础玻璃的组成和原料配比、热处理工艺的关系。本文设计粉煤灰和白泥的总含量为90%,分别采用40%、50%、60%、70%和80%的粉煤灰含量,以高温熔融法制备出基础玻璃。采用差热分析确定了基础玻璃的热处理制度：热处理温度分别为750℃、800℃、850℃、900℃和950℃,热处理方法为一步法。通过XRD和SEM等现代测试方法了解了玻璃陶瓷的物相组成和显微结构。分析了粉煤灰含量及热处理工艺对粉煤灰白泥玻璃陶瓷各项理化性能影响,并讨论了引起理化性能变化的原因。确定了粉煤灰白泥玻璃陶瓷的最佳热处理工艺参数。研究表明,粉煤灰白泥玻璃陶瓷的主晶相随粉煤灰含量的增加而变化,粉煤灰含量低于60%时为透辉石(Ca(Mg,Al)(Si,Al)2O6)和钙长石(CaAl2Si2O8)相,粉煤灰含量为60%时为透辉石相,粉煤灰含量高于60%时为尖晶石(MgAl2O4)和硅线石(A12SiO5)相。由XRD图可得,主晶相不随热处理温度的变化而变化。粉煤灰白泥玻璃陶瓷的抗折强度和维氏硬度随热处理温度的升高呈现先增大后减小的趋势,但是减小幅度较低。在粉煤灰含量为60%,白泥含量为30%,制得的玻璃陶瓷抗折强度最大。粉煤灰白泥玻璃陶瓷的最佳热处理温度随粉煤灰和白泥含量的改变而变化,当粉煤灰含量为50%时,最佳热处理温度为850℃；当粉煤灰含量为60%时,最佳热处理温度为900℃；当粉煤灰含量为70%时,最佳热处理温度为850℃。在最佳热处理温度下各组粉煤灰白泥玻璃陶瓷的抗折强度可达200MPa,维氏硬度达到800MPa。随热处理温度的升高,粉煤灰白泥玻璃陶瓷晶相逐渐增多,玻璃相不断减少,但是晶相组成不会变化。各组粉煤灰白泥玻璃陶瓷的密度随热处理温度的升高表现出先升高后降低的趋势,总体密度在2.7～3.1g/cm3之间。在粉煤灰的含量为60%,白泥含量为30%,热处理温度为900℃时,制备出的粉煤灰白泥玻璃陶瓷有最好的力学性能,抗折强度达到270MPa,维氏硬度达到789MPa。