陶瓷抛光渣的烧成发泡控制及其在吸音陶瓷中的应用研究

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1、硕士学位论文陶瓷抛光渣的烧成发泡控制及其在吸音陶瓷中的应用研究作者姓名胡家兴学科专业材料学指导教师税安泽教授所在学院材料科学与工程学院论文提交日期2018年4月FoamingControlofPolishingCeramicTileWasteduringFiringandItsApplicationinSoundAbsorptionCeramicsADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：HuJiaxingSupervisor：Prof.ShuiAnze

2、SouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,China分类号：TQ174学校代号：10561学号：201520114967华南理工大学硕士学位论文陶瓷抛光渣的烧成发泡控制及其在吸音陶瓷中的应用研究作者姓名：胡家兴指导教师姓名、职称：税安泽教授申请学位级别：学术硕士学科专业名称：材料学研究方向：高性能陶瓷论文提交日期：2018年4月24日论文答辩日期：2018年5月29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：王燕民教授委员：税安泽教授王慧副教授程小

3、苏副教授潘志东副教授摘要在陶瓷的后序加工中，需用抛光机对陶瓷产品表面进行修边、打磨、抛光等处理，从而产生大量抛光渣。然而陶瓷抛光渣作为原料直接循环利用时，在烧成中会引起陶瓷严重发泡、变形。因此，陶瓷抛光渣的烧成发泡控制具有重要的科研价值和社会经济意义。本论文以陶瓷抛光渣为主要原料，详细研究三种添加剂（Al粉、Al2O3粉、Si粉）对陶瓷抛光渣烧成发泡的影响，并系统分析相关的发泡控制机理。同时，以陶瓷抛光渣为主要原料，辅以Al粉制备吸音陶瓷，详细研究了原料配方和工艺参数对吸音性能的影响。研究结果表明，添加Al粉，能有

4、效抑制陶瓷抛光渣的烧成发泡，在1200°C烧成，33当Al粉添加量达到12wt%时，样品的体积密度从1.02g/cm提高到2.17g/cm。Al粉的作用机理：一方面，Al粉熔化后与坯体内部的O2发生反应，消耗部分O2，从而减少样品中SiC与O2反应生成的CO和CO2的量，使得发泡率下降。另一方面，Al粉氧化的产物Al2O3会增加高温液相的粘度，抑制高温液相中的气泡长大。添加Al2O3粉，也能控制陶瓷抛光渣的烧成发泡，但在相同条件下，其效果弱于Al粉，原因是Al2O3只能通过增加高温液相的粘度来抑制高温液相中的气泡长

5、大，无法消耗坯体内部的O2。由此推测，坯体内部的O2是陶瓷抛光渣中SiC氧化发泡的主因。添加Si粉也能控制陶瓷抛光渣的烧成发泡，在相同条件下，其效果介于Al粉和Al2O3粉之间。在烧成温度1200°C时，当Si粉添加量达到12wt%时，样品体积密度33从1.02g/cm提高到1.76g/cm。Si粉的作用机理：一方面，一部分Si粉会与坯体内部的O2发生氧化反应，消耗了部分O2。另一方面，Si粉氧化的产物SiO2和另一部分未反应的Si粉，两者能使得高温液相的粘度增大，阻碍气泡长大。在此基础上，以陶瓷抛光渣为主要原料，

6、辅以Al粉制备吸音陶瓷。结果表明：在抛光渣含量88wt%、Al粉含量12wt%，烧成温度1050-1300°C、保温1h条件下，陶3瓷体积密度0.44-0.78g/cm，吸水率75.94-149.95%，显气孔率59.36-76.26%，抗压强度1-4.5MPa。在200-2000Hz频率范围内，其平均吸声系数0.34-0.64，吸音性能优良。本论文创新地研究了陶瓷抛光渣的烧成发泡控制及其在吸音陶瓷中的应用，为陶瓷抛光渣的直接资源化利用提供了一定的理论基础和实用途经，具有重要的社会经济价值。关键字：陶瓷抛光渣；发泡

7、控制；碳化硅；氯氧镁水泥；吸音陶瓷IAbstractIntheposttreatmentofceramicproduction,itneedstobetrimmedandpolishedwithapolishingmachine,whichproducesalargeamountofpolishingceramictilewaste.Whenthepolishingceramictilewastewasdirectlyrecycledasarawmaterial,itcausedseverefoamingandde

8、formationduringfiring.Therefore,controllingthefoamingofpolishingceramictilewasteduringsinteringhasanimportantscientificvalueandsocio-economicsignificance.Thepurposeofthisdissertati