铝磷酸盐漂珠保温材料研究

论文摘要

环保和节能是当代社会发展中所面临的两大课题,轻质高强保温节能材料研究已成为保温节能技术领域的一个热点。在大量查阅文献基础上,阐述了国内外保温材料的研究现状和发展方向。本课题着重试验了用从电厂粉煤灰中浮选出来的漂珠作为保温骨料,以铝磷酸盐为结合剂氢氧化铝为固化剂的轻质高强保温材料的成形工艺,探讨了其工艺参数及性能。通过正交实验,研究了结合剂、固化剂加入量,烧结温度和时间等对材料的抗压强度、体积密度、抗热震性以及吸水率的影响。实验表明:漂珠100%,铝磷酸盐60%(占漂珠质量分数),固化剂为20%(占结合剂质量分数),烧结温度1200℃,烧结时间1h制成的保温材料可获得较好的性能。其抗压强度可达4.346MPa,体积密度为0.517g/cm~3,抗热震性11次,吸水率41.7%,综合性能明显优于其它漂珠型保温材料。由大量实验数据分析可知:试样的抗压强度随着结合剂加入量的增加而提高,当结合剂加入量超过60%(占漂珠质量分数)时,试样强度增加趋势减缓。当固化剂加入量为20%(占结合剂质量分数)时,试样强度最高。随着烧结温度的增加,试样内莫来石相增多,试样的强度和高温性能提高,若烧结温度超过了1200℃,制品内的漂珠会过烧,其结构被破坏,试样强度显著下降。通过电子探针对保温材料的微观结构做了观察,用X衍射仪对其相成分的变化进行了分析。结合实验和资料,对制品的粘结机理、强度机理、保温机理进行了初步的探讨。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第1章 引言
• 1.1 课题来源
• 1.2 保温材料的研究现状
• 1.2.1 保温材料概述
• 1.2.2 保温材料的种类
• 1.2.3 漂珠类保温耐火材料发展概况
• 1.2.4 保温材料的应用领域
• 1.2.5 保温材料的发展趋势
• 1.3 保溫材料的保温原理及性能指标
• 1.3.1 保温材料的保温隔热原理
• 1.3.2 保温材料的主要性能指标
• 1.4 课题的目的与意义
• 1.5 课题的实验内容及技术路线
• 1.6 课题预期达到的技术指标
• 第2章 实验原料、工艺及性能检测方法
• 2.1 漂珠保温骨料
• 2.1.1 概述
• 2.1.2 漂珠的理化性能
• 2.1.3 漂珠的阻热特性
• 2.2 铝磷酸盐结合剂
• 2.3 氢氧化铝固化剂
• 2.4 实验用主要仪器设备
• 2.5 试样工艺流程
• 2.6 试样性能检测方法
• 2.6.1 常温抗压强度的检测
• 2.6.2 体积密度的检测
• 2.6.3 高温抗压强度的检测
• 2.6.4 热震性的检测
• 2.6.5 导热系数的检测
• 2.6.6 吸水率的检测
• 第3章 铝磷酸盐结合剂制备
• 3.1 磷酸盐结合剂概述
• 3.2 磷酸盐结合剂的主要种类
• 3.3 制备原材料及设备
• 3.4 结合剂的合成及技术指标
• 3.5 磷酸盐粘结原理
• 3.6 本章小结
• 第4章 铝磷酸盐漂珠保温材料的试验研究
• 4.1 基础配方的选择
• 4.1.1 混料工艺对试样性能的影响
• 4.1.2 结合剂加入量初步试验
• 4.1.3 同化剂加入量初步试验
• 4.1.4 基础配方的确定
• 4.2 正交试验
• 4.2.1 因素及水平的确定
• 4.2.2 试验方案及结果
• 4.2.3 试验结果分析
• 4.2.4 较优方案的确定
• 4.3 试验配方的改进
• 4.3.1 烧结温度对保温试样性能的影响
• 4.3.2 结合剂加入量对试样常温抗压强度的影响
• 4.3.3 固化剂加入量对制品常温抗压强度的影响
• 4.3.4 试样最佳方案确定
• 4.4 试样相关性能检测及相关比较
• 4.5 本章小结
• 第5章 试样微观分析及机理探讨
• 5.1 试样微观检测手段
• 5.2 试样配比方案
• 5.3 试样扫描电镜及能谱分析
• 5.3.1 试样200℃烧结微观分析
• 5.3.2 试样800℃烧结微观分析
• 5.3.3 试样1200℃烧结微观分析
• 5.4 试样X衍射分析
• 5.5 试样强度形成机理分析
• 5.5.1 铝磷酸盐粘结强度机理
• 5.5.2 矿物相强度生成机理
• 5.6 试样保温机理探讨
• 5.7 本章小结
• 第6章 结论与展望
• 6.1 主要结论
• 6.2 问题与展望
• 参考文献
• 致谢
• 发表论文