粘土加入量對(duì)莫來(lái)石耐火材料性能的影響

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1、粘土加入量對(duì)莫來(lái)石耐火材料性能的影響摘要粘土按可塑性分為硬質(zhì)粘土和軟質(zhì)粘土。本實(shí)驗(yàn)主要考察在1500℃燒成的超低溫坯體中粘土的選擇和配比。研究了黏土含量對(duì)莫來(lái)石復(fù)合材料坯體塑性及磚的燒結(jié)、燒失量、線收縮和抗壓強(qiáng)度的影響規(guī)律及其機(jī)理。試驗(yàn)表明：添加黏土10％時(shí)，石英砂燒結(jié)磚的性價(jià)比最高。關(guān)鍵詞：莫來(lái)石，燒結(jié)，粘土，抗壓強(qiáng)度目錄摘要10緒論21實(shí)驗(yàn)21.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1.2實(shí)驗(yàn)原料和儀器31.3實(shí)驗(yàn)方案41.4實(shí)驗(yàn)步驟4第15頁(yè)共15頁(yè)1.5性能檢測(cè)61.5.1高度的測(cè)定61.5.2干重、濕重、懸浮重及體密度測(cè)量71.5.

2、3直徑及抗壓負(fù)荷測(cè)定82結(jié)果處理及分析92.1線變化率的分析92.2顯氣孔率分析102.3抗壓強(qiáng)度分析123結(jié)論144參考文獻(xiàn)155致謝150.緒論莫來(lái)石為硅鋁酸鹽礦物，1924年最早發(fā)現(xiàn)于蘇格蘭的Mull島而得名[1].莫來(lái)石是一系列由鋁硅酸鹽組成的礦物統(tǒng)稱，這一類礦物比較稀少。莫來(lái)石是鋁硅酸鹽在高溫下生成的礦物，人工加熱鋁硅酸鹽時(shí)會(huì)形成莫來(lái)石。天然的莫來(lái)石晶體長(zhǎng)的針狀且呈放射簇狀。莫來(lái)石礦常用來(lái)生產(chǎn)高溫耐火材料。莫來(lái)石還具有電絕緣性好、介電系數(shù)低等優(yōu)點(diǎn)，因此莫來(lái)石陶瓷不僅可以用作工程材料和高級(jí)耐火材料，還可作為功

3、能材料[2]。而粘土作為一種常用添加劑，第15頁(yè)共15頁(yè)具有良好的塑性，對(duì)材料的成型有極大幫助，隨著粘土含量在原料中的配料比例不同，會(huì)直接導(dǎo)致復(fù)合材料的性能的不同。實(shí)驗(yàn)以莫來(lái)石為骨料，以粘土，聚乙烯醇、水作為結(jié)合劑制成樣品，通過(guò)控制粘土配料不同來(lái)研究其對(duì)莫來(lái)石復(fù)合材料性能的影響。1.實(shí)驗(yàn)1.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^(guò)本次實(shí)驗(yàn)過(guò)程主要達(dá)到以下目的1.熟悉無(wú)機(jī)非金屬材料原料粉體的制備過(guò)程，能夠根據(jù)性能和用途要求進(jìn)行成分設(shè)計(jì)和配方計(jì)算，確定制品組成。2.掌握壓力成型的成型基本原理及成型工藝過(guò)程，了解不同成型方法的優(yōu)缺點(diǎn)及適用范圍。3.

4、正確操作攪拌機(jī)等實(shí)驗(yàn)設(shè)備；了解不同成型方法采用的設(shè)備原理及使用方法；正確使用高溫?zé)Y(jié)爐。4.熟悉燒結(jié)工藝過(guò)程，能夠正確制定燒結(jié)制度，以及對(duì)燒結(jié)制品進(jìn)行性能測(cè)試。5.掌握吸水率，表面氣孔率，實(shí)際密度，線變化率和抗壓強(qiáng)度的概念、測(cè)定原理和測(cè)定方法，并了解它們和材料的理化性能的關(guān)系。6.鍛煉記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的能力。7.掌握課程設(shè)計(jì)論文的一般要求，并完成一篇論文。1.2實(shí)驗(yàn)原料和儀器本次實(shí)驗(yàn)采用的主要原料有：（1）骨料：合成莫來(lái)石（2）細(xì)粉：粘土（3）結(jié)合劑：聚乙烯醇、水本次實(shí)驗(yàn)采用的主要儀器有：第15頁(yè)共15

5、頁(yè)電子天平：主要用于稱量原料。JJ-5型行星式膠砂攪拌機(jī)：主要用于均勻混料，使各原料混合均勻。JJ-2型油壓機(jī)：主要用于壓制均勻密實(shí)型圓柱體試樣。DZF-6021型真空干燥箱、101型電熱鼓風(fēng)干燥箱：主要用于試樣的烘干。Xcsl-16-12y型重?zé)囼?yàn)爐：主要用于莫來(lái)石質(zhì)耐火材料在1500℃的燒結(jié)。TYE-300B型壓力試驗(yàn)機(jī)：主要用于試樣燒結(jié)后耐壓強(qiáng)度的測(cè)定。1.3實(shí)驗(yàn)方案本次試驗(yàn)選取三組不同配料比例的莫來(lái)石復(fù)合材料，燒成溫度均為1500℃，每組2個(gè)試樣，一共6個(gè)試樣。表1.配料方案組別莫來(lái)石粘土聚乙烯醇水1-3m

6、m（粗顆粒）0.5-1mm（中顆粒）0-0.5mm（中顆粒）325目細(xì)粉A4010103551.5適量B40101030101.5適量C40101025151.5適量1.4實(shí)驗(yàn)步驟根據(jù)預(yù)先設(shè)計(jì)好的物料配方（如表1），分別配置A,B,C組的試樣。準(zhǔn)備稱取2公斤總料。預(yù)制六塊試樣分別編為（1、2、3、4、5、6），其中選取1至3號(hào)做為實(shí)驗(yàn)樣品，剩余4至6號(hào)備用。接下來(lái)制備順序依次如下：混料。先把莫來(lái)石粗顆粒和中顆粒混合在一起，在膠砂攪拌儀中混合，攪拌2min左右停機(jī)再加入莫來(lái)石細(xì)粉；一段時(shí)間后停機(jī)加入聚乙烯醇，再加入粘土

7、，先用手預(yù)混，再開(kāi)機(jī)混合。第15頁(yè)共15頁(yè)困料圖1.JJ-5型行星式膠砂攪拌機(jī)取出混合料備用。壓力成型：制訂試樣壓制壓力級(jí)別，定為15MPa。經(jīng)計(jì)算每個(gè)試樣加入混合料90g，樣品規(guī)格為直徑r=36mm，高度h=36mm；根據(jù)所需的壓制工藝，裝好上、下壓模板，校正好上、下模板平行度，同軸度等；旋緊主體油缸上止回閥的放油螺釘和油泵上的回油螺釘，即可使用上下往復(fù)旋動(dòng)壓力手柄，推動(dòng)油泵活塞下移，當(dāng)壓模與制樣物接觸就產(chǎn)生壓力，且隨著不斷旋轉(zhuǎn)手柄，壓力不斷增加，觀察加力表，當(dāng)達(dá)到所需壓力15MPa時(shí)，就停止旋動(dòng)；卸載時(shí)，將主體油

8、缸上止回閥螺釘和油泵上的放油螺釘擰松，油回泵活塞就回程；脫模時(shí)取出模具倒置，放置好脫模器，如上操作儀器，使陶瓷坯體脫模并保持完整，共壓制12個(gè)完整樣品。自然干燥，烘箱干燥坯體燒結(jié)：在放入燒結(jié)爐前，對(duì)樣品尺寸進(jìn)行測(cè)量，對(duì)于圓柱狀坯體，尺寸上需要測(cè)定的有：試樣高度h，試樣的直徑R第15頁(yè)共15頁(yè)；記錄這些數(shù)據(jù)以備在燒結(jié)后測(cè)定材料的燒結(jié)收縮；將制好的