学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

硼硅酸盐泡沫玻璃的低温烧成研究

作　者: 王磊
导　师: 李秀华
学　校: 天津大学
专　业: 材料学
关键词: 泡沫玻璃硼硅酸盐发泡剂添加剂
分类号: TQ171.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 96次
引　用: 2次
阅　读: 论文下载

内容摘要

本文以SiO2、H3BO3、ROH和Al₂O₃等化学纯料为主要原料（其中SiO2是从粉煤灰的精细化利用中提取出的,比表面积为334m2/g）,通过成分设计,在1000℃以下的较低温度制备出了硼硅酸盐泡沫玻璃;研究了发泡剂、添加剂、烧成制度、配合料粒度和成型压力对气孔结构和性能的影响。运用扫描电子显微镜观察样品的气泡孔径、形状和分布。利用X射线衍射仪,对样品的物相进行分析。测试了样品的体积密度、体积吸水率、抗压强度和耐腐蚀性能。实验结果表明,发泡温度为750℃,发泡时间为30min时,SiO2含量质量百分比在50%～65%之间的配合料均可以熔融发泡形成泡沫玻璃。在碱含量一定的情况下,随着H3BO3代替SiO2的增多,泡沫玻璃粘度降低,孔径和体积吸水率变大,但玻璃密实化使总气孔率降低,密度增大,抗压强度提高。泡沫玻璃的耐腐蚀性随着H3BO3含量的增多而降低。C粉、CaCO3和石墨均可作为低温发泡剂,三者相比较,以C粉和石墨做发泡剂的样品气孔结构多为闭气孔,且气孔结构均匀,耐腐蚀性好,以CaCO3做发泡剂的样品通孔、大孔居多,耐腐蚀性差。MnO2可以促进硼硅酸盐泡沫玻璃发泡,含量质量百分比为2%时硼硅酸盐泡沫玻璃的体积密度为0.333g/cm3,吸水率为0.9%,总气孔率为86.7%。当含量达到4%时,出现Mn2O3晶相,连通气孔和开口气孔增多。用ZnO代替部分ROH,增大了硼硅酸盐泡沫玻璃的发泡粘度,致使孔径减小,抗压强度提高。添加6%ZnO的配合料在800℃发泡30min后得到的样品,有方石英晶相析出,孔径1.5mm,密度为0.630g/cm3,开口气孔率0.05%,抗压强度3.34MPa,耐腐蚀性测试质量变化率为0%。实验还对工艺参数的影响进行了研究,结果表明:发泡温度为750℃、发泡时间为30min,成型压力1⁴MPa时,可以制得气孔分布均匀的泡沫玻璃。另外,本实验对配合料粒度的研究表明,粒度愈细,得到的样品孔径愈小、密度愈大、体积吸水率愈低、气孔结构愈均匀。

全文目录

中文摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第一章文献综述  8-26
  1.1 泡沫材料概述  8-11
    1.1.1 泡沫材料的定义及特点  8
    1.1.2 泡沫金属  8-9
    1.1.3 泡沫塑料  9-10
    1.1.4 泡沫陶瓷  10-11
    1.1.5 泡沫玻璃  11
  1.2 泡沫玻璃的研究进展  11-20
    1.2.1 泡沫玻璃原料  11-14
    1.2.2 生产工艺  14-15
    1.2.3 泡沫玻璃的性能及用途  15-20
  1.3 硼硅酸盐泡沫玻璃  20-24
    1.3.1 影响硼硅酸盐泡沫玻璃发泡温度的因素  20-21
    1.3.2 硼硅酸盐泡沫玻璃与耐腐蚀材料  21-22
    1.3.3 防止硼硅酸盐玻璃分相  22-24
  1.4 课题的提出与研究内容  24-26
    1.4.1 课题提出的意义及目的  24-25
    1.4.2 研究内容  25-26
第二章实验内容和研究方法  26-33
  2.1 实验内容  26-29
    2.1.1 实验原料及药品  26-27
    2.1.2 实验仪器和设备  27-28
    2.1.3 实验设计  28-29
  2.2 研究方法  29-33
    2.2.1 体积密度、吸水率和气孔率的测定  29-31
    2.2.2 耐酸腐蚀性测试  31
    2.2.3 抗压强度的测试  31
    2.2.4 差式扫描量热法(DSC)和热重分析(TG)  31-32
    2.2.5 成分分析(XRD)  32
    2.2.6 形貌分析(光学显微镜、扫描电镜)  32
    2.2.7 导热系数的测试  32-33
第三章实验结果与讨论  33-63
  3.1 二氧化硅含量对硼硅酸盐泡沫玻璃性能的影响  33-40
    3.1.1 发泡温度的确定  33-36
    3.1.2 SiO_2 和H_3BO_3 的相对含量对泡孔结构的影响  36-37
    3.1.3 SiO_2 和H_3BO_3 的相对含量对样品性能的影响  37-40
  3.2 不同发泡剂的发泡效果  40-44
    3.2.1 不同发泡剂的差热分析  40-42
    3.2.2 样品形貌分析  42-43
    3.2.3 不同发泡剂对样品性能的影响  43-44
  3.3 不同添加剂对样品发泡效果及性能的影响  44-53
    3.3.1 添加剂MnO_2 对发泡效果的影响  44-48
    3.3.2 添加剂ZnO对硼硅酸盐泡沫玻璃发泡效果及性能的影响  48-53
  3.4 工艺参数对样品发泡及性能的影响  53-63
    3.4.1 配合料粒度对样品发泡效果的影响  53-57
    3.4.2 发泡温度的影响  57-58
    3.4.3 发泡时间的影响  58-60
    3.4.4 成型压力对样品形貌及性能的影响  60-63
第四章结论  63-65
参考文献  65-69
发表论文和参加科研情况说明  69-70
致谢  70

硼硅酸盐泡沫玻璃的低温烧成研究

内容摘要

全文目录

相似论文