二次莫来石化反应对陶瓷板性能的影响

按照陶瓷板制备对收缩率、吸水率和断裂模数的目标要求,针对大型化陶瓷板生产中存在的强度低、吸水率偏高等问题,分别利用蓝晶石、焦宝石和针状硅灰石原料取代原配方中的煅烧铝矾土原料,改变生产配方中的化学组成和矿物组成,建立制备工艺条件与二次莫来石化反应过程的关系模型,以对比不同试样的性能,分析其吸水率偏高的形成机理.结果表明:在陶瓷板配方中引入煅烧铝矾土,可以减小烧成收缩,起到以莫来石相增强的作用,未完成的二次莫来石化反应是造成陶瓷板吸水率偏高、强度下降的主要原因;采用蓝晶石取代煅烧铝矾土后,因蓝晶石的莫来石化反应完成温度与陶瓷板烧成温度接近,从而使陶瓷板的断裂模数提升了18.3%,吸水率降低了56.2%,烧成线收缩率减小了9.2%.

多种光谱法解析陶瓷板表面凹坑缺陷的复杂成因

采用尿素还原剂SNCR(选择性非催化还原)工艺脱硝制备的陶瓷板坯料经成型和烧成,陶瓷板表面常常出现凹坑状表面缺陷,其成因难以通过坯料的常规化学成分分析判定。通过XRD,FTIR和TGA-FTIR等多光谱结合的方法分析揭示其形成机理。研究结果表明:尿素脱硝坯料和氨水脱硝坯料受热过程中所释放的主要气体是CO 2和H 2O,但前者不仅释放气体量明显大于后者,而且还释放HNCO和NH 3气体,残余尿素会促使气体释放量进一步增大;尿素脱硝坯料中存在HOCN,HNCO及其盐类等反应产物,它们会在500℃以上逐渐分解产生额外的CO 2气体;陶瓷板在高温烧成阶段,坯体中形成大量液相使表面气孔封闭,坯料中氰酸盐和异氰酸盐持续分解所产生的大量气体难以排出,在液相中聚集成气泡,在烧成后的降温过程中气泡破裂或塌陷,最终造成了陶瓷板表面的凹坑状缺陷。采用多种光谱结合的方法,以坯料在XRD谱中17.80°的氰酸钠衍射峰、FTIR谱中2226 cm-1的氰酸根吸收峰以及TGA-FTIR谱中2241 cm^-1的氰酸气体吸收峰等特征参数为判据,可以预判坯料质量进而提高陶瓷板成品率。

响应面法优化玄武岩陶瓷纤维分散的工艺参数

利用响应面设计法(RSM),对分散玄武岩陶瓷纤维的工艺参数进行了研究。选择纤维分散剂、分散剂添加量、纤维浓度作为三个影响因素,分别建立了以MATLAB软件进行图像分析得到的均方差和沉降试验得到的分散度作为响应值的二次多项式模型,分析了各因素交互作用对纤维分散性的影响。两组试验进行相互验证,实验数据结果一致。研究表明,纤维高分散性的最佳工艺条件为:纤维分散剂选用羧甲基纤维素,分散剂添加量为10wt%,纤维浓度为1.17g/L,得到的均方差为34.1883,分散度为75.14%。