粘土加入量对莫来石耐火材料性能的影响

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1、粘土加入量对莫来石耐火材料性能的影响摘要粘土按可塑性分为硬质粘土和软质粘土。本实验主要考察在1500℃烧成的超低温坯体中粘土的选择和配比。研究了黏土含量对莫来石复合材料坯体塑性及砖的烧结、烧失量、线收缩和抗压强度的影响规律及其机理。试验表明：添加黏土10％时，石英砂烧结砖的性价比最高。关键词：莫来石，烧结，粘土，抗压强度目录摘要10绪论21实验21.1实验目的31.2实验原料和仪器31.3实验方案41.4实验步骤4第15页共15页1.5性能检测61.5.1高度的测定61.5.2干重、湿重、悬浮重及体密度测量71.5.3直径及抗压

2、负荷测定82结果处理及分析92.1线变化率的分析92.2显气孔率分析102.3抗压强度分析123结论144参考文献155致谢150.绪论莫来石为硅铝酸盐矿物，1924年最早发现于苏格兰的Mull岛而得名[1].莫来石是一系列由铝硅酸盐组成的矿物统称，这一类矿物比较稀少。莫来石是铝硅酸盐在高温下生成的矿物，人工加热铝硅酸盐时会形成莫来石。天然的莫来石晶体长的针状且呈放射簇状。莫来石矿常用来生产高温耐火材料。莫来石还具有电绝缘性好、介电系数低等优点，因此莫来石陶瓷不仅可以用作工程材料和高级耐火材料，还可作为功能材料[2]。而粘土作为

3、一种常用添加剂，第15页共15页具有良好的塑性，对材料的成型有极大帮助，随着粘土含量在原料中的配料比例不同，会直接导致复合材料的性能的不同。实验以莫来石为骨料，以粘土，聚乙烯醇、水作为结合剂制成样品，通过控制粘土配料不同来研究其对莫来石复合材料性能的影响。1.实验1.1实验目的通过本次实验过程主要达到以下目的1.熟悉无机非金属材料原料粉体的制备过程，能够根据性能和用途要求进行成分设计和配方计算，确定制品组成。2.掌握压力成型的成型基本原理及成型工艺过程，了解不同成型方法的优缺点及适用范围。3.正确操作搅拌机等实验设备；了解不同成

4、型方法采用的设备原理及使用方法；正确使用高温烧结炉。4.熟悉烧结工艺过程，能够正确制定烧结制度，以及对烧结制品进行性能测试。5.掌握吸水率，表面气孔率，实际密度，线变化率和抗压强度的概念、测定原理和测定方法，并了解它们和材料的理化性能的关系。6.锻炼记录实验数据，分析总结实验结果的能力。7.掌握课程设计论文的一般要求，并完成一篇论文。1.2实验原料和仪器本次实验采用的主要原料有：（1）骨料：合成莫来石（2）细粉：粘土（3）结合剂：聚乙烯醇、水本次实验采用的主要仪器有：第15页共15页电子天平：主要用于称量原料。JJ-5型行星式胶

5、砂搅拌机：主要用于均匀混料，使各原料混合均匀。JJ-2型油压机：主要用于压制均匀密实型圆柱体试样。DZF-6021型真空干燥箱、101型电热鼓风干燥箱：主要用于试样的烘干。Xcsl-16-12y型重烧试验炉：主要用于莫来石质耐火材料在1500℃的烧结。TYE-300B型压力试验机：主要用于试样烧结后耐压强度的测定。1.3实验方案本次试验选取三组不同配料比例的莫来石复合材料，烧成温度均为1500℃，每组2个试样，一共6个试样。表1.配料方案组别莫来石粘土聚乙烯醇水1-3mm（粗颗粒）0.5-1mm（中颗粒）0-0.5mm（中颗粒）

6、325目细粉A4010103551.5适量B40101030101.5适量C40101025151.5适量1.4实验步骤根据预先设计好的物料配方（如表1），分别配置A,B,C组的试样。准备称取2公斤总料。预制六块试样分别编为（1、2、3、4、5、6），其中选取1至3号做为实验样品，剩余4至6号备用。接下来制备顺序依次如下：混料。先把莫来石粗颗粒和中颗粒混合在一起，在胶砂搅拌仪中混合，搅拌2min左右停机再加入莫来石细粉；一段时间后停机加入聚乙烯醇，再加入粘土，先用手预混，再开机混合。第15页共15页困料图1.JJ-5型行星式胶砂

7、搅拌机取出混合料备用。压力成型：制订试样压制压力级别，定为15MPa。经计算每个试样加入混合料90g，样品规格为直径r=36mm，高度h=36mm；根据所需的压制工艺，装好上、下压模板，校正好上、下模板平行度，同轴度等；旋紧主体油缸上止回阀的放油螺钉和油泵上的回油螺钉，即可使用上下往复旋动压力手柄，推动油泵活塞下移，当压模与制样物接触就产生压力，且随着不断旋转手柄，压力不断增加，观察加力表，当达到所需压力15MPa时，就停止旋动；卸载时，将主体油缸上止回阀螺钉和油泵上的放油螺钉拧松，油回泵活塞就回程；脱模时取出模具倒置，放置好脱

8、模器，如上操作仪器，使陶瓷坯体脱模并保持完整，共压制12个完整样品。自然干燥，烘箱干燥坯体烧结：在放入烧结炉前，对样品尺寸进行测量，对于圆柱状坯体，尺寸上需要测定的有：试样高度h，试样的直径R第15页共15页；记录这些数据以备在烧结后测定材料的烧结收缩；将制好的