硼硅酸鹽泡沫玻璃制備工藝及性能的研究

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1、中文摘要本文研究了高硅硼硅酸鹽泡沫玻璃的制備過程中不同發(fā)泡劑、添加劑的作用機(jī)理及對制品性能的影響，探索了燒成溫度、升溫速率、發(fā)泡時(shí)間以及原料和配合料的粒度對制品性能的影響，對泡沫玻璃的耐酸性進(jìn)行了初步討論。研究比較了碳和石墨作為發(fā)泡劑的不同發(fā)泡效果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：在基礎(chǔ)配合料和制備工藝完全相同的條件下，分別以等量的碳和石墨作為發(fā)泡劑時(shí)，碳的發(fā)泡效果較好，平均泡徑較大(約lmm)，體積密度為307kg／m3；石墨發(fā)泡所得制品的泡徑相對較小，體積密度為551kg／m3，因?yàn)槭邷貢r(shí)比較穩(wěn)定，氧化反應(yīng)不完全

2、，降低了發(fā)泡效果。研究證明Sb203是很好的促迸發(fā)泡的添加劑，可作為供氧體在高溫時(shí)與發(fā)泡劑C反應(yīng)，放出大量氣體，促進(jìn)玻璃液發(fā)泡。添加量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為配合料的0．3％--0．9％時(shí)，所得制品發(fā)泡效果最好，太少則促進(jìn)發(fā)泡的效果不明顯，過多則易形成大量大氣泡，影響制品性能。且隨著添加量的增加，制品中Sb成核析晶現(xiàn)象越明顯。本研究通過多次反復(fù)實(shí)驗(yàn)討論了發(fā)泡溫度、升溫速率和發(fā)泡時(shí)間對制品性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：發(fā)泡溫度是一個(gè)范圍，但是過低則配合料不能熔融發(fā)泡，過高則會(huì)導(dǎo)致大量大氣泡的產(chǎn)生、甚至氣泡完全排出，因此可

3、以采取在小范圍內(nèi)調(diào)節(jié)發(fā)泡溫度的方式調(diào)整制品氣泡的大小。升溫速率一般是越快越好，本研究證實(shí)較慢的升溫速率——40C／min所得制品氣泡分布也很均勻、氣泡形狀規(guī)則，只是體積密度稍大，為524kg／m3。發(fā)泡時(shí)間可據(jù)樣品大小而定，尺寸大則適當(dāng)延長時(shí)間，太短或太長所得制品氣泡分布都不夠理想，本實(shí)驗(yàn)中為60min～90min為宜。本文對原料和配合料的粒度對泡沫玻璃的氣孔結(jié)構(gòu)及性能的影響研究結(jié)果表明：干磨后的配合料粒度在0．1～O．2mm之間時(shí)，所得制品的發(fā)泡效果最好，氣泡大小分布均勻，泡壁?。怀鲞@一范圍無論太粗

4、或者太細(xì)都會(huì)得到氣孔結(jié)構(gòu)雜亂的制品，氣泡大小不一且泡壁間有泡徑為lOOp,m左右的微孔分布。發(fā)泡劑碳粉的粒度為0．1mm--O．5mm時(shí)的發(fā)泡效果較好，而過200目篩(孔徑為O．074mm)的碳粉因與配合料混合不均，導(dǎo)致氣泡大小分布不均。本實(shí)驗(yàn)還討論了泡沫玻璃在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2％的稀硫酸中的耐酸性，在微沸狀態(tài)腐蝕1h后的樣品質(zhì)量基本沒有變化，說明制品耐酸性很好。關(guān)鍵詞：泡沫玻璃硼硅酸鹽發(fā)泡劑添加劑燒成溫度耐酸性ABSTRACTInthisstudy,borosilicatefoamglasswasmadeb

5、ysinteringpowder．Theeffectsofdifferentfoamingagents，additives，sinteringtemperature，heating。uprate，foamingtime，thegranularityofsomerawmaterialsandthemixturepowderontheporestructureandpropertyoffoamglasshavebeeninvestigated．Differentfoamingeffectsofcarbona

6、ndgraphitewerecompared．Theresultsshowedthat：thefoamglasswithcarbonasfoamingagentwasporositywithuniformsize(1mm)andclosedpores，thedensitywas307kg／m3．Whenthemixturepowderandthepreparationwerethesameasthecarbonbeingfoamingagent，thefoamingeffectsofgraphitewa

7、snotSOgood．Althoughtheporesizewasuniform，theaveragesizeWaslessthan1mm，thedensityofthefoamglasswashi【ghto551坩mj．Sb203isagoodagenttoenhancethefoamingbysupplyingOforcarbonoxidationreaction．Thebestquantiyis0．30／o---0．9％inthisstudy．Thisstudyresearchedtheeffec

8、tsoffoamingtemperature，heating-uprateandfoamingtimeonthefoamglass．Theresultshowedthatthefoamingtemperatureisinarange，iftoolow,theheatedpowdercouldn’tfoamwell，buttoohigh，thefoamglasswouldhadmanylargepores．Commonly,therapidh