宝矸多功能复合添加剂的制备及应用性能研究

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对于陶瓷产业而言,一般都分为三大工序:原料处理—成型—烧成。陶瓷添加剂在每一道工序中都是必不可少的。本论文针对平川区宝矸矿土,研制出一种同时具有分散、减水、助磨、增强作用的多功能复合添加剂,为利用平川区矿土资源开发高性能陶瓷产品提供技术支撑。首先考察不同种类市售陶瓷添加剂对宝矸原料流动性能的影响,评价其助磨和增强效果,确定了以三聚磷酸钠(STPP)、聚丙烯酸钠(PAAS)、腐植酸钠(HA-NA)、改性层状结晶二硅酸钠(层硅)组成多功能复合添加剂。在此基础上,系统研究了多功能复合添加剂对宝矸浆料分散性能、助磨性能和增强性能的影响。结果显示,当STPP、PAAS、HA-NA、层硅比例为3:1.5:3.5:1时,宝矸浆料的应用性能最好;复合添加剂添加量为0.25%时,浆料的流出时间最短(41.9s)、厚化度最优(1.48)且黏度值适中(249.1mPa﹒s),可以大幅提高宝矸浆料的加工性能;复合添加剂添加量为0.4%和0.35%时,助磨效果和增强效果最优,筛余量和生坯弯曲强度分别为2.411%、3.82MPa,可以有效提高宝矸制品的力学性能。其次通过红外吸收光谱(IR)、X射线衍射(XRD)表征了复合添加剂的组成结构,通过Zeta电位测试探讨了陶瓷体系的pH值对宝矸浆料的影响,通过粒度分析、扫描电镜(SEM)观测了宝矸浆料和制品断面的颗粒大小、分布和形貌,并且通过综合热分析(DSC和TG)确定了宝矸制品的最佳烧结温度。结果表明,复合添加剂的加入,使得宝矸浆料颗粒粒径明显减小,助磨效果显著;烧结后陶瓷制品断面很光滑,烧结很充分,形成了稳定的熔融玻璃相物质结构比较多,断面基本没有孔隙,各成分物质熔融很好,为加入复合添加剂后陶瓷坯体力学性能增强提供了坚实的理论依据。
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