陶瓷烧成中棚板材料的研究现状及展望

《陶瓷烧成中棚板材料的研究现状及展望》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、陶瓷烧成中棚板材料的研究现状及展望　　棚板作为支撑烧成中瓷件的专用窑具，一直是陶瓷工业中一种重要的辅助材料，以下是小编搜集整理的一篇探究棚板研究现状的论文范文，供大家阅读参考。　　摘要：本文主要分析了陶瓷烧成中使用的包括传统棚板在内的各类棚板材料的研究现状，并指出了目前国内棚板的不足之处及其发展趋势。　　关键字：棚板;耐火材料;研究现状　　1前言　　随着社会经济的快速发展，窑具作为一种特殊的耐火材料，已成为陶瓷工业和耐火材料工业等行业必不可少的高温辅助材料制品。窑具一般分为三大类：第一类是隧道窑、梭式窑

2、等窑车台面用轻质边围砖，此类窑具使用环境温度稍低，主要是能承受压力的载荷且只要能达到低蓄热的目的即可;第二类是立柱、棚板和横梁等，该类窑具直接与火焰接触，使用环境温度高，棚板、横梁等需要承受高温及承重压力的双重作用，所以要求其应具备一定的高温抗折强度及良好的抗热震稳定性;第三类是支承烧成中陶瓷坯体的专用窑具，如匣钵、垫板等，此类窑具不一定直接与火焰接触，又只承受瓷件的重力，所以其使用环境要好得多。在这些窑具中，棚板的面积大、厚度薄，也是目前窑具用量最大的一部分，无论是生产还是使用，它最具代表性。生产中常

3、用的棚板材料有莫来石质、堇青石质、氧化物结合SiC质、反应烧结碳化硅(SiSiC)等。　　窑具质量与性能的好坏对烧成陶瓷制品的质量、产量、能耗、合格率、等级率、生产成本及整个企业的经济效益具有举足轻重的作用，因此提高棚板的材料性能和质量，延长棚板的使用寿命对烧成优质陶瓷产品起着重要的作用。　　2棚板的研究现状　　2.1莫来石-堇青石质棚板　　棚板作为支撑烧成中瓷件的专用窑具，一直是陶瓷工业中一种重要的辅助材料，传统材质多为抗热震性好、高温性能优良的堇青石-莫来石复合材料，且国家专门在八五攻关科研项目中提

4、出了堇青石-莫来石棚板的研制。　　早在九十年代初，本单位便与佛山罗村某一窑具企业合作，进行堇青石质窑具的研究与产业化、配方优化和掺杂改性，研究了堇青石骨料与莫来石结合剂的比例;堇青石骨料的粒度分布;结合剂中掺入红柱石;骨料中掺入SiC、钛酸铝;根据总量按比例掺入莫来石纤维;及成型压力大小对堇青石质窑具材料内部颗粒结合情况、晶相相变情况、微裂纹网络形成程度等微观结构，及窑具强度、抗热震性等宏观性能的影响。最终得出了一个较佳的窑具配方，并确定了其主要生产工艺参数。　　(1)堇青石作为骨料可以有效地降低窑具的

5、热膨胀系数，减少因温差引起的热应力。通过调节堇青石骨料中颗粒级配可以明显提高窑具的强度。　　(2)在窑具中掺入红柱石细粉，有利于其莫来石化，生成针状或柱状莫来石纤维，起到纤维增韧作用，提高了堇青石质窑具材料的断裂表面能，改善窑具的强度和抗热震性，其生产实用性比直接掺入莫来石纤维好。　　在窑具中掺入SiC以提高其导热系数时，应控制其粒度和掺入量以防止其氧化后生成过量的石英玻璃相，破坏材料的微观结构。在窑具中掺入钛酸铝以降低其热膨胀系数时，堇青石的Mg2+和莫来石的存在可以有效地阻止钛酸铝的分解，促进金红石

6、和刚玉转变成钛酸铝，达到提高窑具抗热震性的目的。但同时堇青石中Mg2+易与钛酸铝形成固溶体，破坏堇青石骨料的强度，且易引起烧成过程中试样变形。　　当窑具的配方和烧成温度确定后，成型压力是决定窑具微观结构和性能的关键因素，从综合效果来看，堇青石质窑具成型压力在46～60MPa为佳[1-8]。　　目前，国产堇青石-莫来石窑具制品的生产仍处于发展阶段，方斌祥等[9]从理论上对堇青石-莫来石的配比及条件进行了分析，按m(堇青石)：m(莫来石)=45：30配料，且在1350℃/3h条件下合成的棚板材料主要晶相为堇

7、青石和莫来石，其显微结构均匀，晶体间生成大量的原位堇青石和莫来石晶粒，骨料之间的联接桥发育良好，其各项性能指标最优，具有较高的抗折强度。陈冀渝[10]在此过程中进行了一些改进，得到了耐用寿命更高的堇青石棚板。从化学组成上看，田惠英[11]等讨论并研制了材料的成分对堇青石-莫来石棚板物理力学性能的影响，制品的气孔率与孔结构对强度、抗热震稳定性的影响，结合我国原料的实际情况提出了根据原料的纯度(即低熔性杂质成分Fe2O3、TiO2、K2O、Na2O的含量)来确定棚板的化学组成范围的方法：Al2O3：40%～

8、41%;SiO2：50%～51%;MgO：6%～7%;Fe2O3、TiO2、K2O、Na2O含量：<2.7%。就国内厂家扩大化生产而言，俞秋玉[12]等为了解决外购堇青石-莫来石棚板价高的问题，利用镁质粘土和高岭土原料人工合成堇青石，再与其它原料配合制成的堇青石棚板，取代了高价外购的堇青石棚板，进一步降低了生产成本，提高了企业的经济效益，开启了国内自制堇青石棚板的新篇章。　　2.2刚玉-莫来石棚板　　后期发展中，随着社会中功能陶瓷如软