利用低温氯化渣制备发泡多孔陶瓷材料研究

张吉武

新疆晶硕新材料有限公司 新疆乌鲁木齐 830000

1 实验

本次实验开展的低温氯化渣发泡陶瓷制备过程，应用的技术为浇注法。研究的目的是了解烧结促剂、造孔剂在低温氯化渣发泡多孔陶瓷制备过程中，对陶瓷材料性能的影响，从而在制备过程中能够更好地应用，保证陶瓷制备的质量[1]。

1.1 配料

实验过程中需要的材料，包括低温氯化渣、结合剂、造孔剂、烧结促进剂、水，需要根据设计配比要求准确性衡量，还要将结合剂与烧结促进剂实施磨制措施，形成小于0.088mm的颗粒。

1.2 混合

所需材料配置好后，采取干混方式混合，混合后加水并呈现边加边搅拌的方式，可利用搅拌器。在搅拌时，需要密切观察物料产生的流动性，如果物流达到预期的流动性要求后，停止加水。

1.3 浇注成型

应用的模具选择尺寸为50mm×50mm×50mm，并将搅拌好后的浆料倒入此模具中，采取振动的措施使之成型，需要浆料均匀地充满模具。

1.4 折模养护

浆料均匀地充满模具后，需要放置24小时以后再开展下项工作。通过自然凝固的方式达到一定强度要求后，实施拆模过程。拆模后，需要将具有强度的样品进行自然干燥并再次放置24小时。

1.5 烧制

根据设计的烧成制度开展样品烧成工作，在烧成过程中需要合理化控制升温的速度，还要将最高烧成温度、保温时间、降温速度根据烧成制度合理化设置，从而保证烧成效果[2]。

1.6 性能检测

烧成工作完成后，需要将样品进行冷却，冷却后开展检测吸水率、强度的检测。然后粉碎样品，再开展SEM与XRD的检测工作。

2 结果与讨论

2.1 白泥对低温氧化渣烧结性能的影响

分析低温氯化渣的成分，含有CaO、SiO2、MgO、Al2O3成分，如果单独烧结SiO2、MgO、Al2O3成分，具有较好的成瓷效果，但是由于还存在CaO、SiO2两种元素，使成瓷过程受到影响，即使实施高质量的烧结过程，也无法达到烧结性能。由于白泥具有可塑性的特点，在低温气化渣烧结的过程中加入白泥，能够增强成型性能与烧结性能。主要表现在：白泥添加量从20%增长到40%，烧后强度与添加量成正比，添加量越高强度越高，从8MPa增长至47MPa；吸水率方面，吸水率与添加量成反比，添加量越高吸水率越低，从23.4%下降至13.8%，从而有效封闭气孔，使气孔率有效降低。

2.2 铝酸盐水泥对低温氯化渣烧结性能的影响

应用铝酸盐水泥对低温氯化渣烧结性能具有增加拆模强度与成型性能的作用，主要表现在：铝酸盐水泥添加量从5%增长至13%过程中，低温氯化渣的烧后强度产生大幅度增长的趋势，从14MPa增至66MPa；吸水率方面，出现反比形式，铝酸盐水泥添加量越高，吸水率越低，从14.1%下降至11.3%。可见，应用铝酸盐水泥在促进低温氯化渣烧结的同时，还封闭了气孔，有效降低气孔率。

2.3 Al2O3微粉对低温氯化渣烧结性能的影响

从实验结果可知，Al2O3微粉能够促进低温氯化渣烧结强度的增强及吸水率，主要表现在：添加Al2O3微粉的数量从4%增加到12%，低温氯化渣在烧结后的强度产生了增长势变化，从27MPa增长至48MPa。低温氯化渣在烧结后的吸水率也产生了增长，从13.2%增长至15.7%。可见，Al2O3微粉的应用能够增强低温氯化渣烧结强度与吸水率。另外，应用Al2O3微粉也存在缺陷，影响封闭气孔的形成，导致气孔率加大。

2.4 造孔方法对低温氯化渣多孔陶瓷性能的影响

实施的造孔方法包括两种方式，一是发泡法，二是添加造孔剂法。应用发泡法造孔过程中，受到低温氧化渣中存在的CaCl2和MgCl2的影响，在发泡结束后，两者会对形成的泡沫产生消泡作用，使发泡过程失败。本次实验中应用添加造孔剂法，选择木屑为造孔剂，添加广西白泥和铝酸盐水泥各为30%、5%的添加量，设置烧结的温度为1050摄氏度，应用浇注法制作低温氯化渣多孔陶瓷。从制作结果看，造孔剂添加量从3%增加到11%，多孔陶瓷吸水量具有增加的趋势，从17.5%增长到35%，而耐压强度成反比，从8.5MPa下降到2MPa。可见，造孔剂的添加量对吸水率、强度具有显著性的影响，添加量越多吸水率越高，而强度则越低。将本次实验制作出的发泡材料与墙体材料标准要求相比较可知，满足最低强度3MPa指标，从而使制作而出的低温氯化渣多孔陶瓷材料符合墙体材料使用要求[3]。

3 结语

在低温氯化渣陶瓷的烧结过程中应用广西白泥，对烧结效果具有促进作用，主要表现在白泥添加量逐渐增加，烧结强度逐渐提升、吸水率逐渐降低，并且实现了气孔封闭，使气孔率降低。生成的物相包括CaAl2O4、CaAl2SiO8、MgAl2O4；加入铝酸盐水泥也具有促进烧结效果的作用，铝酸盐水泥添加量不断增加，强度也逐渐提升、吸水率逐渐降低，并且封闭气孔，使气孔率降低；应用Al2O3微粉可以促进烧结效果，随着添加量的不断提升，烧结强度不断增加，而吸水率却产生不断增加的现象，影响封闭气孔的形成，加大了气孔率；应用浇注法制备方式，应用7%的造孔剂添加量，使陶瓷吸水率达到30%、强度达5MPa,满足墙体材料标准要求，可以进行使用。

4 结语

综上所述，在制备多孔发泡陶瓷材料时，不同的结合剂、烧结促进剂、造孔剂具有不同的效果。由于陶瓷材料制备时需要达到成瓷要求，需要运用有利于成瓷的物质应用于制备过程中，从而使成瓷要求得到满足。由于低温氯化渣的成分中具有成瓷的效果，应用于陶瓷材料中，促进成瓷效果提升的同时又有效利用了此物质。