水热法制备α-半水石膏.ppt

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1、想挑战吗？第五届“挑战杯”大学生课外学术科技作品科技发明制作类水热法制备α-半水石膏HydrothermalSynthesisofα-hemihydrategypsum河南理工大学HenanPolytechnicUniversity学院：安全科学与工程学院指导老师：于水军教授团队成员：赵龙张志魁付艳云芮仕高刘双博贾双双水热法制备α-半水石膏作品设计的目的和基本思路1作品的创新点、技术关键及指标2作品的科学性与先进性3作品的主要实验流程4作品的主要工艺参数5α-hemihydrategypsum作品设计的目的和基本思路石膏，是一种多功能的历史悠久的气硬性胶凝材料。α型半水石膏广泛应用于新

2、型建筑材料工业、陶瓷工业、精密仪器模具工业，其性质受原材料、温度和时间、转晶剂的种类、干燥度等影响，在工业化生产中这些参数直接影响着产品的经济效益和社会效益。随着科学技术的迅速发展,近年来α型高强石膏应用领域日趋广泛,已涉及多种领域,但性能不一,其强度并未达到理想效果。设计目的：研制出一种高强度α-半水石膏以满足各领域工业生产需求。基本思路：采用添加转晶剂、利用水热法来制备高强度α-半水石膏,并探索制备高强α-半水石膏的影响因素。α-hemihydrategypsum作品的创新点、技术关键及指标创新点：使用中低压制备新工艺，大幅度降低设备投资及成本，并且新产品强度高，稳定性好。技术关键

3、：选择合适的转晶剂，以及合理的控制温度和压力。主要技术指标：（1）纯度大于95%；（2）α-半水石膏结晶度大于90%；（3）短柱状晶体；颗粒均匀。α-hemihydrategypsum作品的科学性与先进性传统的半水石膏多采用液相法生产，缺点是干燥时间长，设备昂贵，大大提高了生产成本。因此，传统制法在工业生产上具有很大程度的局限性。本作品的科学性与先进性在于利用中低压蒸煮法合成α型半水石膏，该方法不仅具有水化速度慢、水化热低、需水量小、结晶体结构密实、强度高等性能，而且降低了成本，实验中采用多种单一和复合转晶剂对比，以寻求最佳方案，研制过程所需仪器设备简单方便易操作。故而此项研究具有很强

4、的可操作性和广阔的发展前景。α-hemihydrategypsum作品的主要实验流程定温放置高温蒸压定温烘干研磨筛底晶形观察浆体配制实物图α-hemihydrategypsum流程示意图浆体配制实物图α-hemihydrategypsum作品的主要工艺参数本实验在总结了大量此类实验的基础上，系统的采用中低压水热法制备α-半水石膏，在升温时间为75min、蒸压温度为120℃的条件下，水热处理掺有转晶剂的二水石膏浆体，制备α-半水石膏。实验的主要工艺参数如下：表一用单一转晶剂制备α-半水石膏的工艺参数方案1转晶剂蒸压时间／h蒸压温度／℃升温时间／min硫酸铝1120753120755120

5、75方案1α-hemihydrategypsum转晶剂蒸压时间／h蒸压温度／℃升温时间／min硫酸铝钾112075312075512075转晶剂蒸压时间／h蒸压温度／℃升温时间／min柠檬酸钠112075312075512075方案2方案3工艺参数α-hemihydrategypsum工艺参数方案4本实验还采用与传统单一转晶剂不同的复合转晶剂，我们在实验中通常采用无机盐和有机物相复合的方法得到复合转晶剂，常采用的无机盐为硫酸铝、硫酸铝钾，常用的有机物为柠檬酸钠和酒石酸钾钠。其间的配比分别为：（1）M1：0.08%柠檬酸钠+1.8%硫酸铝钾（2）M2：0.08%柠檬酸钠+1.8%硫酸铝（

6、3）M3：0.08酒石酸钾钠+1.8%硫酸铝（4）M4：0.08%酒石酸钾钠+1.8%硫酸铝钾。转晶剂蒸压时间／h蒸压温度／℃升温时间／min无112075312075512075α-hemihydrategypsum工艺参数表2用复合转晶剂制备α-半水石膏的工艺参数方案1方案2转晶剂蒸压时间／h蒸压温度／℃升温时间／minM1112075312075512075转晶剂蒸压时间／h蒸压温度／℃升温时间／minM2112075312075512075α-hemihydrategypsum工艺参数方案3方案4转晶剂蒸压时间／h蒸压温度／℃升温时间／minM31120753120755120

7、75转晶剂蒸压时间／h蒸压温度／℃升温时间／min无112075312075512075α-hemihydrategypsum晶体图片α-hemihydrategypsum（单一转晶剂）(a)硫酸铝钾（c）柠檬酸钠（b）硫酸铝质量分数为0.5%的单一转晶剂时α-半水石膏晶体的形貌（d）无转晶剂晶体图片α-hemihydrategypsum（复合转晶剂）不同复合转晶剂时α-半水石膏晶体的形貌（a）（M10.08%柠檬酸钠+1.8%硫酸铝钾）（b）