利用粉煤灰漂珠制备轻质多孔状隔热材料的研究

摘要

本论文主要对利用粉煤灰漂珠制备轻质多孔状隔热材料进行了研究，其目的在于利用漂珠的轻质、隔热特性，制备出低密高强并具有一定隔热性能的保温材料。实验以粉煤灰漂珠为主要原料，作为造孔剂引入孔隙，加入两种结合剂氧化锆和氢氧化铝溶胶，采用凝胶注模工艺制备多孔陶瓷。探讨了漂珠加入量和烧结温度对多孔材料各项性能以及形貌的影响，确定最佳的配方和烧结温度；其次采用了不同粒度的漂珠作为原料制备多孔材料，探讨了漂珠的粒度级配对材料各项性能以及形貌的影响；最后通过两种结合剂制备轻质多孔材料的性能的对比，总结出其各自的优缺点。
　　 实验表明：利用氧化锆作为结合剂制备轻质多孔材料，通过分析选用30％漂珠含量的试样在1400℃下烧结，可以制备出密度为1.35 g/cm3，显气孔率为65％，吸水率为45％，抗弯强度为7.5 MPa，导热系数为0.226 W/(m.K)的轻质隔热材料；采用40-150目粒度级配的漂珠可以制备出强度较好的轻质多孔材料，采用单一粒度漂珠时随漂珠粒度的减小材料的抗弯强度升高，气孔率下降，吸水率下降，密度增大；利用氢氧化铝溶胶作为结合剂制备轻质多孔材料，最佳烧成温度为1400℃，当漂珠含量为45％时，可成功制备出密度为1.0 g/cm3，显气孔率为60％，吸水率为58.4％，抗弯强度为7.2 MPa，抗压强度为11.2 MPa，导热系数为0.27 W/(m.k)的轻质隔热材料；与利用氧化锆作为结合剂相比，利用氢氧化铝溶胶作为结合剂，可以提高漂珠含量至45％来减小材料密度到1.0 g/cm3左右，具有较小的显气孔率和较高的强度，但此材料存在较大的体积收缩和吸水率。