氟锆酸钾加入量对粉煤灰基堇青石陶瓷性能的影响

摘要

为了利用粉煤灰制备高性能的堇青石陶瓷,以电厂粉煤灰(d 50=4.03μm)、滑石(≤2.6μm)、α-氧化铝(≤5μm)及纳米氧化镁(≤0.1μm)为原料,经1100~1350℃热处理制备了粉煤灰基堇青石陶瓷试样。研究了分别添加质量分数0、0.5%、1%和1.5%的氟锆酸钾对粉煤灰基堇青石陶瓷的物相转变、物理性能以及显微结构的影响。结果显示,当烧成温度为1300℃,氟锆酸钾的添加量(w)从0增加至0.5%时,粉煤灰基堇青石陶瓷试样的体积密度由1.82 g·cm-3提高至2.02 g·cm-3,耐压强度由342 MPa增加至511 MPa,室温到800℃的平均热膨胀系数由3.12×10-6℃-1降低至2.48×10-6℃-1。氟锆酸钾促进物相转变及改善烧结性能的原因在于氟锆酸钾生成锆英石的反应促进了镁铝尖晶石的生成及其向堇青石的转化;分解过程中生成的氟化氢气体与部分固相反应,提高了煅烧过程中高温熔体的流动性,促进了材料的液相烧结。