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钙长石基涂层增强建筑陶瓷的制备和性能研究
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作者 李恺 刘一军 +5 位作者 闫振华 黄玲艳 吴建青 吴天野 李月明 包亦望 《中国陶瓷工业》 CAS 2024年第3期7-12,共6页
建筑陶瓷强度的提升是实现瓷砖薄型化、轻量化生产的关键因素之一。以方解石、烧滑石、高岭土、石英为主要原料,通过改变涂层原料中锂辉石的添加量,调控涂层的物相组成和热膨胀系数,制备了钙长石为主晶相的预应力涂层增强的建筑陶瓷。同... 建筑陶瓷强度的提升是实现瓷砖薄型化、轻量化生产的关键因素之一。以方解石、烧滑石、高岭土、石英为主要原料,通过改变涂层原料中锂辉石的添加量,调控涂层的物相组成和热膨胀系数,制备了钙长石为主晶相的预应力涂层增强的建筑陶瓷。同时,研究了涂层厚度、球磨时间、保温时间等工艺参数对建筑瓷砖强化效果的影响。结果表明,当涂层中锂辉石添加量为20 wt.%、涂层厚度为86μm,以及在涂层材料球磨时间3 h、烧成温度1190℃、保温时间30 min的条件下,获得了具有较低热膨胀系数且界面结合良好的预应力涂层,此时涂层与基体的膨胀系数差值为3.17×10^(–6)℃^(–1),陶瓷复合样品的抗折强度达到最大值为99.8 MPa,相较于无涂层的样品(66.3 MPa)强度提高了50.5%。 展开更多
关键词 预应力涂层 建筑陶瓷 钙长石 热膨胀系数 抗折强度
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ZrO_2短纤维增强体相变及对瓷质陶瓷性能的影响 被引量:8
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作者 张电 刘一军 +1 位作者 同继锋 薛群虎 《建筑材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期909-913,共5页
为提高薄型瓷质陶瓷砖的力学性能,以ZrO_2短纤维为增强体,研究其掺量(质量分数,下同)对陶瓷性能的影响.结果表明:当ZrO2纤维掺量在4.0%以内时对陶瓷具有增强效果,但陶瓷韧性变差;当ZrO_2纤维掺量为2.0%时,陶瓷的弯曲强度增幅为10.84%,达... 为提高薄型瓷质陶瓷砖的力学性能,以ZrO_2短纤维为增强体,研究其掺量(质量分数,下同)对陶瓷性能的影响.结果表明:当ZrO2纤维掺量在4.0%以内时对陶瓷具有增强效果,但陶瓷韧性变差;当ZrO_2纤维掺量为2.0%时,陶瓷的弯曲强度增幅为10.84%,达到77.60MPa,但断裂功下降22.36%,为383.21J/m2.ZrO_2纤维结构不致密,在烧成中由四方相转变到立方相,并且阻碍了石英的熔融和莫来石的析出,这些因素均不利于增强增韧. 展开更多
关键词 瓷质陶瓷 ZrO2短纤维 增强 断裂功 相变
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Al2O3短纤维增强薄型瓷质陶瓷的试验研究 被引量:6
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作者 张电 刘一军 +1 位作者 同继锋 薛群虎 《建筑材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期174-178,共5页
以小长径比Al_2O_3短纤维为增强体制备增强薄型瓷质陶瓷,研究Al_2O_3短纤维掺量对其吸水率、素坯和成品弯曲强度、断裂功、物相和显微结构的影响,并对其增强增韧机理进行了分析.结果表明:在增强薄型瓷质陶瓷配合料中,Al_2O_3短纤维的最... 以小长径比Al_2O_3短纤维为增强体制备增强薄型瓷质陶瓷,研究Al_2O_3短纤维掺量对其吸水率、素坯和成品弯曲强度、断裂功、物相和显微结构的影响,并对其增强增韧机理进行了分析.结果表明:在增强薄型瓷质陶瓷配合料中,Al_2O_3短纤维的最佳掺量(质量分数)为1.5%,其素坯的弯曲强度比基质陶瓷素坯高6.2%,达到1.76MPa,烧成后其吸水率(质量分数)为0.45%,弯曲强度比基质陶瓷高16.90%,达到81.84 MPa,断裂功比基质陶瓷增加35.8%,达到670.22J/m2.在1 200℃的烧成过程中,Al_2O_3短纤维的主晶相由θ-Al_2O_3转变为α-Al_2O_3,促进了基体中二次莫来石的析出,从而使弯曲强度提高.断裂功的增加源于裂纹在Al_2O_3短纤维与基体界面发生偏转和界面脱黏,也得益于二次莫来石和Al_2O_3短纤维中大量纳米晶界对裂纹扩展能量的吸收. 展开更多
关键词 薄型瓷质陶瓷 AL2O3短纤维 增强 断裂功
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亚微米氧化铝粉体在建筑陶瓷板材中的应用研究 被引量:6
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作者 苏华枝 余有根 +3 位作者 刘一军 谢范峰 黄玲艳 吴建青 《硅酸盐通报》 CAS 北大核心 2022年第1期277-284,共8页
采用建筑陶瓷板的制备工艺,将亚微米氧化铝粉体加入到陶瓷板材坯料中,研究了其对陶瓷板材外观、烧结性能和力学性能的影响。结果表明:在常规的生产条件下,亚微米氧化铝粉体主要以α-Al_(2)O_(3)颗粒的形式均匀分布在坯体中,具有较强的... 采用建筑陶瓷板的制备工艺,将亚微米氧化铝粉体加入到陶瓷板材坯料中,研究了其对陶瓷板材外观、烧结性能和力学性能的影响。结果表明:在常规的生产条件下,亚微米氧化铝粉体主要以α-Al_(2)O_(3)颗粒的形式均匀分布在坯体中,具有较强的增白效果。当氧化铝粉体加入量在15%(质量分数)以内时,陶瓷板材样品的吸水率低于0.1%,烧结致密化程度较高,抗弯强度随加入量增加而提高。当加入量继续增加,吸水率增大,抗弯强度下降。氧化铝粉体加入量为15%(质量分数)时,样品的抗弯强度达到最高值96 MPa,比未外加氧化铝的样品提高了30%。在白度较低的低品质原料中,通过加入亚微米氧化铝粉体可大幅度提高产品的白度和强度,既可减少优质资源的消耗,又能较好地满足陶瓷板材对装饰效果和力学性能的要求。 展开更多
关键词 建筑陶瓷 陶瓷板材 氧化铝粉体 亚微米 白度 抗弯强度
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基于机械活化法制备高强韧高柔性建筑陶瓷 被引量:2
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作者 聂光临 刘一军 +5 位作者 汪庆刚 黄玲艳 吴洋 潘利敏 包亦望 饶平根 《材料导报》 CSCD 北大核心 2023年第24期127-135,共9页
为实现建筑陶瓷力学性能的大幅度提升,采用机械活化法(MA)对建筑陶瓷粉体进行预处理,探究了MA处理时间对建筑陶瓷粉体、生坯、烧结体性能的影响规律;并基于陶瓷试样物相组成与微观结构分析,阐释了MA的强韧化机制。结果表明:MA可降低陶... 为实现建筑陶瓷力学性能的大幅度提升,采用机械活化法(MA)对建筑陶瓷粉体进行预处理,探究了MA处理时间对建筑陶瓷粉体、生坯、烧结体性能的影响规律;并基于陶瓷试样物相组成与微观结构分析,阐释了MA的强韧化机制。结果表明:MA可降低陶瓷粉体粒径、增强烧结活性,并提升陶瓷生坯的致密化进程,而且有利于提升建筑陶瓷的致密度,降低陶瓷中气孔缺陷数量与尺寸,继而实现了陶瓷的致密化强化;此外,MA还可以细化与均匀化刚玉和石英相颗粒,促进石英在液相中的熔解,提升玻璃相基体中SiO_(2)含量,增大莫来石相的结晶度与长径比及陶瓷断面的粗糙度与裂纹扩展路径,继而可提升弥散增强、基体强化、莫来石强化效果与裂纹偏转增韧效果,有利于实现建筑陶瓷的强韧化。随着MA处理时间的延长,建筑陶瓷的力学强度、韧性与柔性均逐渐增强,MA处理40 min制得的陶瓷试样的弯曲强度((88.2±6.3)MPa)、断裂功((390.5±44.2)J/m^(2))与极限应变((10.24±0.48)×10^(-4))分别较未经MA处理制得的试样提升了52.8%、112.6%、39.1%,表明MA是一种有效的建筑陶瓷强韧化和柔化方法。此外,该方法操作简单,在高强韧建筑陶瓷板材制备领域具有广阔的应用前景。 展开更多
关键词 机械活化法 建筑陶瓷 弯曲强度 断裂功 强韧化 物相组成 微观结构
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无釉砖和有釉砖耐磨性标准的统一化探析 被引量:2
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作者 苏华枝 余有根 +1 位作者 刘一军 吴建青 《硅酸盐通报》 CAS 北大核心 2021年第2期616-621,共6页
耐磨性是陶瓷砖的一项关键性能指标,目前GB/T 4100—2015《陶瓷砖》规定无釉砖和有釉砖采用不同的试验方法。利用耐深度磨损试验机、陶瓷砖釉面耐磨试验机和Taber试验机对无釉砖和有釉砖进行耐磨性的测定,研究同一种试验方法是否能同时... 耐磨性是陶瓷砖的一项关键性能指标,目前GB/T 4100—2015《陶瓷砖》规定无釉砖和有釉砖采用不同的试验方法。利用耐深度磨损试验机、陶瓷砖釉面耐磨试验机和Taber试验机对无釉砖和有釉砖进行耐磨性的测定,研究同一种试验方法是否能同时对两种陶瓷砖作精确的评判。结果表明,无釉砖耐磨深度法和Taber耐磨试验法可通过磨损体积的大小对无釉砖进行耐磨性的测定,但两者都不适合用于有釉砖耐磨性的测定。有釉砖表面耐磨法用磨耗质量大小取代目视评价可得到更客观和精准的结果,可同时用于无釉砖和有釉砖耐磨性的测定。 展开更多
关键词 陶瓷砖 无釉砖 有釉砖 耐磨性 磨耗 标准
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片状Al_(2)O_(3)增强建筑陶瓷板材的制备与性能研究 被引量:1
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作者 聂光临 刘一军 +6 位作者 汪庆刚 程科木 吴洋 黄玲艳 潘利敏 包亦望 饶平根 《材料导报》 CSCD 北大核心 2023年第16期76-82,共7页
本研究采用片状Al_(2)O_(3)为二维增强体,实现了建筑陶瓷板材的力学强化。探究了片状Al_(2)O_(3)粒径与掺量对建筑陶瓷致密度、力学性能、物相组成与微观结构的影响规律,并阐释了片状Al_(2)O_(3)的强韧化机制。研究结果表明:随着片状Al_... 本研究采用片状Al_(2)O_(3)为二维增强体,实现了建筑陶瓷板材的力学强化。探究了片状Al_(2)O_(3)粒径与掺量对建筑陶瓷致密度、力学性能、物相组成与微观结构的影响规律,并阐释了片状Al_(2)O_(3)的强韧化机制。研究结果表明:随着片状Al_(2)O_(3)掺量的增加,建筑陶瓷的吸水率与显气孔率逐渐增加、致密度逐渐降低,但片状Al_(2)O_(3)粒径的减小有利于减弱其对建筑陶瓷致密化的抑制作用,使得片状Al_(2)O_(3)(粒径为5μm)的强韧化效果明显优于片状Al_(2)O_(3)(粒径为10μm);掺加5%(质量分数)片状Al_(2)O_(3)(5μm)制得的建筑陶瓷弯曲强度与断裂功可达(71.6±5.5)MPa和(296.2±45.3)J/m^(2),分别较空白试样(片状Al_(2)O_(3)掺量为0%)高25.2%和46.5%。建筑陶瓷的烧结过程不会改变片状Al_(2)O_(3)的晶相与片晶结构,且其与建筑陶瓷基体的界面结合良好,利用片状Al_(2)O_(3)的复合强化、裂纹钉扎、弥散强化与预应力强化机制,可实现建筑陶瓷力学性能的有效提升。所提出的片状Al_(2)O_(3)强韧化技术不仅可提升建筑陶瓷板材的服役安全性与可靠性,而且有利于促进建筑陶瓷板材的薄型化制备。 展开更多
关键词 片状氧化铝 建筑陶瓷 弯曲强度 断裂功 强韧化
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基于非水基沉淀覆膜技术制备Al_(2)O_(3)@t-ZrO_(2)复合粉体
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作者 聂光临 刘磊仁 +4 位作者 刘一军 左飞 包亦望 饶平根 伍尚华 《陶瓷学报》 CAS 北大核心 2023年第3期500-508,共9页
以ZrOCl2·8H_(2)O和Y(NO_(3))_(3)·6H_(2)O为t-ZrO_(2)的前驱体、二乙胺为沉淀剂、Al_(2)O_(3)粉体为原料,采用非水基沉淀覆膜(CP)技术制备了Al_(2)O_(3)@t-ZrO_(2)复合陶瓷粉体。t-ZrO_(2)前驱体的沉淀覆膜行为的研究结果表... 以ZrOCl2·8H_(2)O和Y(NO_(3))_(3)·6H_(2)O为t-ZrO_(2)的前驱体、二乙胺为沉淀剂、Al_(2)O_(3)粉体为原料,采用非水基沉淀覆膜(CP)技术制备了Al_(2)O_(3)@t-ZrO_(2)复合陶瓷粉体。t-ZrO_(2)前驱体的沉淀覆膜行为的研究结果表明,利用Zr4+、Y3+与乙二胺的络合反应,通过异质形核机制,可在非水基环境下于Al_(2)O_(3)陶瓷粉体表面引入Zr/Y-胺络合物沉淀;且经1000℃热处理,Zr/Y-胺络合物沉淀可转变为t-ZrO_(2),继而制得Al_(2)O_(3)@t-ZrO_(2)复合粉体。TEM和XPS测试结果证明,CP技术可实现t-ZrO_(2)在Al_(2)O_(3)粉体表面的成功包覆,且包覆层由大量的t-ZrO_(2)纳米粒子(平均粒径≈22nm)所组成。分别利用传统球磨(BM)技术与CP工艺,经干压成型、无压烧结制得ZTA(4 vol.%ZrO_(2))陶瓷;ZTA陶瓷的微观结构与力学性能测试结果表明,CP可优化t-ZrO_(2)在Al_(2)O_(3)基体中的分散均匀性,继而可提升ZTA陶瓷的弯曲强度与断裂韧性。 展开更多
关键词 沉淀覆膜技术 复合陶瓷粉体 ZTA陶瓷 包覆层 微观结构
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离子交换增强陶瓷岩板的研究
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作者 许维 李月明 +3 位作者 李恺 孙熠 包亦望 万德田 《中国陶瓷》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期41-46,共6页
采用离子交换的表面处理技术强化陶瓷岩板,主要研究了岩板在工业KNO3熔盐中经离子交换后的强度变化,通过改变离子交换时间、温度和岩板厚度等参数,研究其对陶瓷岩板强度的影响,分析了样品的抗弯曲强度及表面K+离子分布规律,探究了离子... 采用离子交换的表面处理技术强化陶瓷岩板,主要研究了岩板在工业KNO3熔盐中经离子交换后的强度变化,通过改变离子交换时间、温度和岩板厚度等参数,研究其对陶瓷岩板强度的影响,分析了样品的抗弯曲强度及表面K+离子分布规律,探究了离子扩散机制及离子交换强化机制。研究结果表明:400℃时,5.1 mm厚的岩板在工业KNO3熔盐中经5 h离子交换后,其抗弯曲强度最大值达到86.35 MPa,较未进行离子交换样品的强度高出65.35%。同时离子交换也能够减薄岩板的厚度,3.1 mm的岩板经离子交换后强度为90.83 MPa,为减薄陶瓷岩板提供一种新的技术途径。 展开更多
关键词 离子交换 陶瓷岩板 增强
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前驱体制备方法对Ba2+掺杂γ-Ce2S3色料微观结构和性能的影响
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作者 李恺 刘一军 +4 位作者 闫振华 黄玲艳 吴建青 林晖东 李月明 《中国陶瓷》 CAS 2024年第12期90-96,共7页
采用低温燃烧合成法和共沉淀法分别制备了Ba^(2+)掺杂γ-Ce_(2)S_(3)色料的前驱体。系统研究了不同制备方法对γ-Ce_(2)S_(3)色料前驱体的物相组成、孔径、微观形貌及γ-Ce_(2)S_(3)硫化温度和粒度的影响。结果表明,与共沉淀法相比,采... 采用低温燃烧合成法和共沉淀法分别制备了Ba^(2+)掺杂γ-Ce_(2)S_(3)色料的前驱体。系统研究了不同制备方法对γ-Ce_(2)S_(3)色料前驱体的物相组成、孔径、微观形貌及γ-Ce_(2)S_(3)硫化温度和粒度的影响。结果表明,与共沉淀法相比,采用低温燃烧合成法制备的前驱体具有三维网络多孔结构,前驱体颗粒粒径更细,表现出较高的比表面积(27.05 m^(2)/g);同时,低温燃烧合成法制备的γ-Ce_(2)S_(3)色料前驱体的硫化温度从900℃降至850℃,得到的色料颗粒平均粒径从14.07μm降至3.89μm。低温燃烧合成法制备的γ-Ce_(2)S_(3)色料在保持a*值稳定的情况下,其b*和L*值比共沉淀法制备的色料更高,色料整体呈色更明亮。 展开更多
关键词 γ–Ce2S3 前驱体合成 低温燃烧 共沉淀法 颗粒尺寸
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