辊棒和自溃散陶瓷涂层的性能研究

论文摘要

辊道窑是目前陶瓷行业使用最普遍的热工设备。‘在运行过程中陶瓷辊棒容易粘沾釉滴,与坯体发生摩擦,影响辊棒的使用寿命,甚至造成制品堵塞的重大事故。在辊棒表面涂覆一层性能优良的辊棒涂料是解决方法之一。本课题以刚玉和莫来石为主要原料,添加钾长石、滑石和锆英石,采用反应烧结法制备了辊棒基体,研究了辊棒基体的气孔率、热膨胀系数和抗热震性能；以高铝矾土、高岭土、碳酸钙和天然石英为主要原料,以六偏磷酸钠和聚丙烯酸钠为分散剂,对各种涂料的粘度、流变性、悬浮稳定性以及涂刷工艺进行测试与分析；用淋蘸法将涂料涂覆在基体上,采用反应烧结法制备自溃散陶瓷涂层,借助XRD、SEM等测试手段对涂层进行了微观组织观察和成分分析,对涂层的抗压强度、摩擦磨损性能、热膨胀系数和膜基结合强度进行了测试,提炼出最佳自溃散陶瓷涂层配方。研究表明：在刚玉莫来石混合料中添加质量分数为6%的钾长石或10%的滑石,基体的热膨胀系数降至6.24×10-6℃-1和5.27×10-6℃-1,抗热震次数达到28次和29次；添加4%的锆英石虽然不能降低基体的热膨胀系数,但抗热震次数达32次。当陶瓷涂层的配料中含高铝矾土为71.4wt%,碳酸钙和天然石英摩尔比为2：1,高岭土为5wt%时,陶瓷涂层具有理想的自溃散效果,同时摩擦磨损性能良好,膜基结合强度高。分散剂聚丙烯酸钠比六偏磷酸钠更能降低涂料的粘度,提高涂料的分散性,使得未加分散剂的塑性流体变为假塑性流体,并具有良好的流变性,在具体涂刷过程中,与未加分散剂的涂料相比,也具有良好的涂挂性、涂刷性和流平性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 陶瓷涂层
• 1.2.1 陶瓷涂层的分类
• 1.2.2 陶瓷涂层的制备方法
• 1.2.3 陶瓷涂层的性能
• 1.3 无机涂料
• 1.3.1 无机涂料分类
• 1.3.2 无机涂料的检测方法
• 1.3.3 无机涂料常用原料
• 1.4 辊道窑简介
• 1.5 辊棒简介
• 1.6 研究目的、意义及内容
• 2 实验方法
• 2.1 原料
• 2.2 实验内容
• 2.2.1 辊棒基材的制备
• 2.2.2 涂料和涂层的制备
• 2.3 性能检测和微观分析
• 2.3.1 气孔率及体积密度
• 2.3.2 热膨胀系数
• 2.3.3 抗热震性能
• 2.3.4 抗压强度
• 2.3.5 涂层的摩擦磨损性能
• 2.3.6 涂层的粘附性能
• 2.3.7 涂料的粘度
• 2.3.8 涂料的流变性
• 2.3.9 涂料的悬浮稳定性
• 2.3.10 涂料流变性与工艺性能的关系
• 2.3.11 微观形貌观察和成份分析
• 3 陶瓷辊棒性能研究
• 3.1 钾长石对刚玉-莫来石材料性能的影响
• 3.1.1 气孔率
• 3.1.2 热膨胀系数
• 3.1.3 抗热震性能
• 3.2 滑石对刚玉-莫来石材料性能的影响
• 3.2.1 气孔率
• 3.2.2 热膨胀系数
• 3.2.3 抗热震性能
• 3.3 锆英石对刚玉-莫来石材料性能的影响
• 3.3.1 气孔率
• 3.3.2 热膨胀系数
• 3.3.3 抗热震性能
• 4 陶瓷涂层性能研究
• 4.1 陶瓷涂层的抗压性能
• 4.1.1 抗压强度实验结果
• 4.1.2 结果分析
• 4.1.3 涂层的自溃散机理
• 4.2 陶瓷涂层的摩擦磨损性能
• 4.2.1 涂层的摩擦性能
• 4.2.2 涂层磨损性能
• 4.2.3 涂层磨痕形貌
• 4.2.4 涂层的摩擦磨损机理分析
• 4.3 陶瓷涂层的粘附性能
• 4.3.1 实验结果
• 4.3.2 涂层的粘附性能分析
• 5 陶瓷涂层的涂料性能研究
• 5.1 粘度
• 5.1.1 含水量对涂料粘度的影响
• 5.1.2 pH值对涂料粘度的影响
• 5.1.3 研磨时间对粘度的影响
• 5.1.4 高岭土对粘度的影响
• 5.1.5 分散剂对粘度的影响
• 5.2 流变性能
• 5.2.1 原始配料的流变性
• 5.2.2 分散剂对涂料流变性的影响
• 5.2.3 结果分析
• 5.3 悬浮稳定性
• 5.3.1 实验结果
• 5.3.2 悬浮稳定性分析
• 5.4 流变性与涂刷工艺性能的关系
• 5.4.1 涂刷工艺性能介绍
• 5.4.2 结果和分析
• 6 结论
• 后记
• 致谢
• 参考文献
• 在校学习期间发表的论文