环保型轻质隔热陶瓷的低温烧成研究

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1、工程硕士学位论文环保型轻质隔热陶瓷的低温烧成研究作者姓名高小云工程领域材料工程校内指导教师税安泽教授校外指导教师诸葛顺金教授级高工所在学院材料科学与工程学院论文提交日期2018年1月Studyonlowtemperaturesinteringofenvironment-friendlyceramicsforlightweightandthermalinsulationADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：GaoXiaoyunSupervisor：Prof.Shu

2、iAnzeSouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,China分类号：学校代号：10561学号：201521016406华南理工大学硕士学位论文环保型轻质隔热陶瓷的低温烧成研究作者姓名：高小云指导教师姓名、职称：税安泽教授申请学位级别：工程硕士工程领域名称：材料工程论文形式：□产品研发□工程设计□√应用研究□工程/项目管理□调研报告研究方向：绿色陶瓷论文提交日期：2018年1月10日论文答辩日期：2018年3月16日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：年月日答辩委员会成员：主席：程

3、小苏委员：税安泽吴笑梅钟明峰诸葛顺金摘要随着我国城市化进程的不断推进，城市面貌日新月异，光新亮丽的背后，大量建筑废弃物堆积如山。这不仅破坏了我们赖以生存的生活环境，如侵占大量土地、污染水土资源、降低空气质量等，甚至造成二次灾害，引发一系列社会问题。因此，寻求建筑废弃物的资源化利用途径势在必行。经过分析，建筑废弃物主要化学成分为SiO2、Al2O3、CaO等，与陶瓷原料主要化学组成相差不大，可作为陶瓷原料用。本论文以建筑废弃物为主要原料(用量定为60wt%)，辅以钠长石和球土，以SiC为发泡剂，经过球磨、造粒、成型、干燥、低温烧

4、成(≤1080℃)制备环保型轻质隔热陶瓷。详细研究了钠长石和球土含量、成型压力、发泡剂含量、保温时间、烧结助剂对轻质隔热陶瓷的影响。研究结果表明，钠长石含量30wt%，球土含量10wt%时，坯体能在1080℃、保3温30min的条件下烧结致密，所制备试样体积密度2.41g/cm，吸水率0.21%。然后，在此基础上研究了成型压力、发泡剂含量、保温时间的影响。结果表明，最佳条件为SiC添加量0.5wt%、成型压力10MPa、保温时间1.5h、在1080℃烧成，制备出的试3样体积密度0.80g/cm、吸水率2.61%、抗压强度17.

5、50±2.99MPa、热导率0.288W/(m·K)。进一步分别研究了MgO、CaCO3、硼砂(Na2B4O7)三种烧结助剂对烧成温度及性能的影响。结果表明，硼砂的助熔效果最好，对烧成温度的降低最为有效。主要是硼砂+中的Na能使Si-O-Si桥减弱，甚至导致连续的网状SiO2骨架从一个顶角松弛变成两个3+或者四个，B亦能破坏结构网络，显著降低熔体表面张力。当硼砂添加量为3wt%时，31050℃、保温1.5h的条件下烧成，制备出的试样体积密度0.72g/cm、吸水率2.55%、抗压强度12.13±1.64MPa、热导率0.257

6、W/(m·K)。添加1wt%CaCO3，在1080℃、3保温1.5h的条件下烧成，制得试样的体积密度0.45g/cm、吸水率4.33%、抗压强度6.75±0.90MPa、热导率0.140W/(m·K)。本论文有两个创新点：1、陶瓷原料中建筑废弃物使用量高达60wt%；2、实现了I轻质隔热陶瓷的低温烧成（烧成温度1080℃以下）。这不仅有助于打破建筑废弃物资源化利用的技术瓶颈，提高其资源化利用率，节约天然陶瓷原料，同时有助于陶瓷行业的节能降耗，对我国绿色经济和生态文明建设具有重大意义。关键词：建筑废弃物；轻质隔热；低温烧成；资源

7、化利用；节能降耗IIAbstractWiththecontinuousadvancementofurbanizationinourcountry,theappearanceofcitiesischangingwitheachpassingday.Behindthis,themassiveconstructionwasteisaccumulation.Thisnotonlyunderminesthelivingenvironmentsurroundingus,suchassqueezingonalargeamountofland

8、,pollutingsoilandwaterresources,reducingairquality,andevencausingsecondarydisasters,triggeringaseriesofsocialproblems.Therefore,itisnecess