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利用累托石合成堇青石的研究

作　者: 彭超
导　师: 徐晓虹
学　校: 武汉理工大学
专　业: 材料加工
关键词: 累托石堇青石合成工艺理化性能膨胀系数
分类号: TQ174
类　型: 硕士论文
年　份: 2003年
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引　用: 4次
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内容摘要

本研究利用湖北钟祥出产的具有特殊结构的累托石矿物为主要粘土原料，添加滑石粉和工业氧化铝成功的合成了优质堇青石。本文查阅国内外大量的有关资料并进行了进行理论分析；通过测定样品的吸水率、气孔率、体积密度、抗折强度及热膨胀系数等对样品进行理化性能分析；采用XRD、SEM测试手段对样品的相组成和微观结构进行分析，最终确定了堇青石的合成工艺。在本研究中，还试图通过添加外加剂来降低堇青石的热膨胀系数。在查阅资料的基础上，实验中的添加剂选定为三氧化二钕、钛酸铝、锂辉石、锆英石、氧化铈、MgO₃—Al₂O₃—SiO₂—Z_rO₂系统中添加锂辉石、MgO₃—Al₂O₃—SiO₂系统中添加氧化锗。这些化合物添加剂对堇青石的多个性能都起到改善的作用，经过对添加方式的研究，发现生料中直接外加添加剂，不仅省却了一些工艺过程，同时也是改善性能的最佳方式。对添加外加剂后的堇青石样品的理化性能及相组成和微观结构进行了测试和分析。结果表明：利用累托石可以在1280℃保温2小时的条件下合成性能优异的堇青石陶瓷制品，堇青石的热膨胀系数为2.73×10^-6／℃，吸水率为8.17％、气孔率18.17％，体积密度达2.07g／cma，抗折强度为65.46Mpa：在生料中直接添加外加剂后，堇青石的热膨胀系数有比较大的降低幅度，添加氧化钕2.5％时，堇青石的热膨胀系数最低为2.59×10^-6／℃，添加钛酸铝15％时，堇青石的热膨胀系数最低为2.60×10^-6／℃，添加锂辉石6％时，堇青石的热膨胀系数最低为2.63×10^-6／℃，添加锆英石11％时，堇青石的热膨胀系数最低为2.51×10^-6／℃，添加氧化铈0.8％时，堇青石的热膨胀系数最低为2.61×10^-6／℃，MgO₃·Al₂O₃·xG_eO₂·（5-x）SiO₂中氧化锗1.5mol时，堇青石的热膨胀系数最低为2.55×10^-6／℃，并且理化性能也有相应的提高，吸水率、气孔率、体积密度、抗折强度都有明显的改善，从而证明外加剂的引入是一个很好的改善性能途径。

全文目录

第1章绪论  8-14
  1.1 概述  8-9
  1.2 堇青石研究的现状及意义  9-13
  1.3 本研究的主要任务  13-14
第2章堇青石合成的理论基础  14-31
  2.1 堇青石的晶体结构及其特征  14-16
  2.2 堇青石合成及其机理  16-21
  2.3 热膨胀理论  21-22
  2.4 热膨胀与化学键及晶体结构  22-24
  2.5 热膨胀的各向异性  24-26
  2.6 微裂纹的产生与控制  26-27
  2.7 降低堇青石膨胀系数的途径  27-31
第3章合成堇青石样品的制备  31-35
  3.1 配方的设计与计算  31-33
  3.2 坯料的制备及样品成型  33
  3.3 样品烧成  33-34
  3.4 降低堇青石陶瓷热膨胀系数的实验  34-35
第4章样品的性能与微观结构的测试  35-58
  4.1 差热分析  35
  4.2 样品的收缩率的测定  35-37
  4.3 样品吸水率、气孔率、体积密度的测定  37-42
  4.4 样品强度的测定  42-44
  4.5 堇青石中添加外加剂降低热膨胀系数的实验  44-46
  4.6 微观结构分析  46-58
第5章分析与讨论  58-65
  5.1 累托石合成堇青石的实验  58-60
  5.2 添加剂对堇青石热膨胀系数的影响  60-63
  5.3 XRD分析和SEM分析  63-65
第6章结论  65-67
参考文献  67-71
致谢  71

利用累托石合成堇青石的研究

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