粘土加入量對莫來石耐火材料性能的影響

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1、粘土加入量對莫來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。研究了黏土含量對莫來石復(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頁共15頁1.5性能檢測61.5.1高度的測定61.5.2干重、濕重、懸浮重及體密度測量

2、71.5.3直徑及抗壓負(fù)荷測定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)會形成莫來石。天然的莫來石晶體長的針狀且呈放射簇狀。莫來石礦常用來生產(chǎn)高溫耐火材料。莫來石還具有電絕緣性好、介電系數(shù)低等優(yōu)點(diǎn)，因此莫來石陶瓷不僅可以用作工程材料和高級

3、耐火材料，還可作為功能材料[2]。而粘土作為一種常用添加劑，第15頁共15頁具有良好的塑性，對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，會直接導(dǎo)致復(fù)合材料的性能的不同。實(shí)驗(yàn)以莫來石為骨料，以粘土，聚乙烯醇、水作為結(jié)合劑制成樣品，通過控制粘土配料不同來研究其對莫來石復(fù)合材料性能的影響。1.實(shí)驗(yàn)1.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^本次實(shí)驗(yàn)過程主要達(dá)到以下目的1.熟悉無機(jī)非金屬材料原料粉體的制備過程，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程，了解不同成

4、型方法的優(yōu)缺點(diǎn)及適用范圍。3.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)工藝過程，能夠正確制定燒結(jié)制度，以及對燒結(jié)制品進(jìn)行性能測試。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、測定原理和測定方法，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：合成莫來石（2）細(xì)粉：粘土（3）結(jié)合劑：聚乙烯醇、水

5、本次實(shí)驗(yàn)采用的主要儀器有：第15頁共15頁電子天平：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石復(fù)合材料，燒成溫度均為1500℃，每組2個試樣，一共6個試

6、樣。表1.配料方案組別莫來石粘土聚乙烯醇水1-3mm（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號做為實(shí)驗(yàn)樣品，剩余4至6號備用。接下來制備順序依次如下：混料。先把莫來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

7、停機(jī)再加入莫來石細(xì)粉；一段時(shí)間后停機(jī)加入聚乙烯醇，再加入粘土，先用手預(yù)混，再開機(jī)混合。第15頁共15頁困料圖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別，定為15MPa。經(jīng)計(jì)算每個試樣加入混合料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)旋動壓力手柄，推動油泵活塞下移，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

8、，觀察加力表，當(dāng)達(dá)到所需壓力15MPa時(shí)，就停止旋動；卸載時(shí)，將主體油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，對樣品尺寸進(jìn)行測量，對于圓柱狀坯體，尺寸上需要測定的有：試樣高度h，試樣的直徑R第15頁共15頁；記錄這些數(shù)據(jù)以備在燒結(jié)后測定材料的燒結(jié)收縮；將制好的