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晶相含量、结构与发泡陶瓷孔结构的关联性研究开题报告

 2020-02-10 10:02  

1. 研究目的与意义(文献综述)

我国经济的发展总是离不开基础设施的建设,而我国墙体保温材料众多,可简单分为有机和无机两大类,其中有机材料,约占我国市场份额的80%,这类材料共有的特点是保温性能好、质量轻且隔音、但存在严重的缺点,比如强度低、耐久性差、耐火等级低、施工复杂及施工过程易危害环境和施工人员健康。而泡沫陶瓷作为无机墙体保温材料,以其优异的性能可以取代有机墙体保温材料用于墙体保温隔热,并且具有比有机墙体保温材料具有更加广泛的用途。目前,泡沫陶瓷作为墙体保温隔热材料已得到相关专家的关注,并针对其制备工艺、保温性能进行研究与开发。

高温熔体发泡法是一种目前制备闭孔发泡陶瓷的有效方法,不同于其它制备方法,其在原料中添加高温产气的发泡剂,如:sic、caco3、石墨、ceo2,坯体在烧结过程中形成液相并包裹发泡剂释放的气体,形成泡沫化熔体。在冷却降温阶段,熔体凝固并析晶,将多孔结构保留在材料内部,最终经冷却加工,制成定型发泡陶瓷产品。高温发泡法因工艺简单,烧结后获得材料的闭气孔率高、强度优异,成为建筑保温用发泡陶瓷材料规模化生产的最佳制备方法。

然而,气孔在高温熔体中的产生与生长受熔体状态的影响。发泡陶瓷坯体在烧成温度下形成一定量的熔体,同时尚存在大量未熔融的晶相,构成了固-液悬浮体。研究表明,悬浮液中的固相颗粒含量、尺寸、形貌均会影响悬浮液的粘度、表面张力等物理特性,在发泡温度下发泡陶瓷坯体的融化状态同样带来气孔形成的差异。

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2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

材料制备: 以炉渣为主要原料,设计泡沫陶瓷配方,通过助熔组成与烧成温度调控, 控制高温发泡阶段形成不同晶相含量的陶瓷基体,淬冷后制样待表征;同时,改变配方设计,制备主晶相分别为莫来石、石英、尖晶石、钙长石的炉渣发泡陶瓷配方粉料,并在1200~1240℃范围内烧成后淬冷,待表征。

材料表征: 利用x射线衍射仪表征材料的晶相组成、以jade分析软件表征材料的晶相含量;以扫描电镜表征材料的晶相结构,并分析测试各试样孔结构的差异。

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3. 研究计划与安排

第 1 -3 周:阅相关文献资料,完成英文翻译。明确研究内容,了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案,并完成开题报告;

第4 -5 周:按照实验方案,确定原材料并做组成分析,确定试验配比;

第 6-11周:按照实验方案进行相关实验,并完成性能测试;

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4. 参考文献(12篇以上)

[1] 姚广春著. 泡沫铝材料[m]. 北京:科学出版社, 2013.

[2]李安明,王树海. 泡沫陶瓷的制备方法[j]. 现代技术陶瓷. 1998(02): 29-32.

[3]李红伟, 王伟, 郭亚杰, et al., 造孔剂对多孔碳化硅陶瓷制备工艺和抗弯强度的影响, 机械工程材料(01) (2013) 47-50

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