粉煤灰玻璃陶瓷力学性能的研究

《粉煤灰玻璃陶瓷力学性能的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、山东建筑大学硕士学位论文摘要玻璃陶瓷是在热处理过程中对基础玻璃进行控制晶化而制得的一种含有玻璃相和陶瓷相的复合固体材料。近几年已发展为一种新型高档装饰材料。以粉煤灰为主要原料制备的玻璃陶瓷被称为粉煤灰玻璃陶瓷，它可以解决火力发电业副产品——粉煤灰的堆积污染问题，起到保护环境的作用，具有较高的社会效益和经济效益。粉煤灰玻璃陶瓷具有广阔的市场前景。但是在粉煤灰玻璃陶瓷的研究中存在粉煤狄的掺杂量低，制品的力学性能差等问题。为了解决这一问题，本文在加大粉煤灰掺杂量的前提下，通过优化热处理工艺，制备出力学性能优良的粉煤灰玻璃陶瓷。本文分别采用60％、65％、7

2、0％、75％和80％的粉煤灰含量，以熔融法制备了基础玻璃。采用差热分析确定了基础玻璃的一步法热处理制度：热处理温度分别为800℃、850。C、900℃、950℃和1000*C，升温速率为10℃／rain，保温时间为1h。采用X射线衍射仪测定了玻璃陶瓷的物相组成，以扫描电镜观察了玻璃陶瓷的显微结构，分析了热处理温度及粉煤灰含量对粉煤灰玻璃陶瓷抗弯强度和维氏硬度的影响。并从玻璃陶瓷的物相和微观结构出发，讨论了引起性能变化的原因。此外，还研究粉煤次玻璃陶瓷的化学稳定性、密度、耐磨性和吸水率等性能。研究结果表明，粉煤灰玻璃陶瓷的抗弯强度和维氏硬度随热处理温度

3、的升高呈现先增大后减小的趋势；随着粉煤灰含量的增加，粉煤灰玻璃陶瓷的抗弯强度和维氏硬度逐渐降低，但是降低幅度较小。从物相与微观结构分析，产生这种变化的主要原因是，随热处理温度的升高，玻璃陶瓷的主晶相由透辉石变为透辉石与钛酸镁铝复晶相，透辉石具有较高的强度和化学稳定性，透辉石和钛酸镁铝晶粒分布均匀，致密，形成的交织型结构有利于提高玻璃陶瓷的力学性能。玻璃陶瓷的最佳热处理温度随粉煤灰掺杂量的改变而不同，当粉煤灰含量低于70％时，最佳热处理温度为950。C；当粉煤灰含量为75％时，最佳热处理温度为1000℃；当粉煤灰含量为80％时，最佳热处理温度为900℃

4、；制备出的粉煤灰玻璃陶瓷的抗弯强度均在150MPa以上，维氏硬度均在6200MPa以上，所制备的玻璃陶瓷的密度均在2．6"---'2．89／em3之间，吸水率均小于0．05％，化学稳定性和耐磨性较好。需特别注意的是，当粉煤灰的含量高达80％时，制备出的粉煤灰玻璃陶瓷仍能表现出良好的力学性能，抗弯山东建筑大学硕士学位论文强度达到166MPa，维氏硬度达到6400MPa，并优于国内粉煤灰用量较低的玻璃陶瓷及其他玻璃陶瓷产品。关键词：粉煤灰，玻璃陶瓷，热处理温度，力学性能n山东建筑大学硕士学位论文StudyontheMechanicalProperties

5、oftheFlyAshGlass—ceramicZhangXian(MaterialScience)DirectedbyLiuLiqiangABSTRACTGlass—Ceramicsisakindofcompositesolidmaterialscontaininglargeamountofglassphaseandceramicphase，whichismadebythecrystallizationofglassbymeansoftheheattreatment．Ithasbeenusedasanewkindofarchitecturedeco

6、rationmaterialsrecently．Theflyashglass—ceramicisatypeofglass-ceramicspreparedbyflyash，whichcallsolvethepollutionproblemoftheflyashcausedbycoal—firedpowerstationandbringgoodsocialreturns．Atthemeantime，theflyashglass—ceramichasexpansivemarketprospectandgoodeconomicreturns．However

7、,thereareseveralproblemsexistedinthepreparationoftheflyashglass-ceramics，suchasthelowutilizationoftheflyash，thelowmechanicalpropertiesandSOon．Inordertosolvetheseproblems，therelationbetweentheheattreatmentprocessingandthemechanicalperformanceoftheflyashglass—ceramicswiththeflyas

8、hofmorethan60％contentwerediscussedinthispaper．Firstly,