基于凹凸棒石粘土的麥秸木質(zhì)陶瓷制備與性能表征
來源：中國凹凸棒土網(wǎng) 02-19 20:08
20世紀(jì)90年代以來，在高新技術(shù)材料的研究中出現(xiàn)了一個(gè)新的研究領(lǐng)域，即“環(huán)境材料”。環(huán)境材料要求傳統(tǒng)材料具有更優(yōu)良的環(huán)境適應(yīng)性，也包括直接改善環(huán)境的材料。環(huán)境材料的典型特點(diǎn)是其先進(jìn)性、環(huán)境協(xié)調(diào)性以及舒適性。由日本青森工業(yè)實(shí)驗(yàn)場開發(fā)出的木質(zhì)陶瓷完全具備了這三大特點(diǎn)，是一種典型的環(huán)境材料。木質(zhì)陶瓷是一種采用木材（或其它木質(zhì)材料）浸漬熱固性樹脂后真空（或氮?dú)獗Ｗo(hù)）碳化而成的一種新型多孔質(zhì)碳素材料，其中的木質(zhì)材料在燒結(jié)后形成軟質(zhì)無定形碳，樹脂生成硬質(zhì)玻璃碳。
目前，木質(zhì)陶瓷研究仍然存在不少問題：品種單一，對原木的使用不利于環(huán)境保護(hù)，對麥秸等植物殘?jiān)芯亢苌伲患夹g(shù)路線比較單一，還過多的局限于浸漬成型上；木質(zhì)陶瓷力學(xué)性能不佳，特別是抗彎強(qiáng)度偏低，極大的制約了木質(zhì)陶瓷的應(yīng)用等。用麥秸等植物殘?jiān)苽淠举|(zhì)陶瓷，進(jìn)一步開發(fā)出各種新型的環(huán)境材料，同時(shí)實(shí)現(xiàn)固體廢棄物資源化，改進(jìn)制備工藝以及通過與其他材料復(fù)合來提高并強(qiáng)化木質(zhì)陶瓷的強(qiáng)度正越來越引起人們的興趣與關(guān)注，也成為近年來材料科學(xué)研究的熱點(diǎn)之一.
論文以麥秸、甘蔗渣等為原料，以酚醛樹脂、羧甲基纖維素為粘結(jié)劑，混合后采用熱壓再燒結(jié)的全新工藝制備木質(zhì)陶瓷，實(shí)驗(yàn)制備出了各溫度點(diǎn)下的材料，并對其密度、氣孔率、強(qiáng)度、電阻率等性能進(jìn)行了測試，對其性能特征、形成機(jī)理及規(guī)律進(jìn)行了系統(tǒng)分析和研究，初步明確了原料配比、酚醛樹脂濃度、溫度等參數(shù)對整個(gè)制備過程及木質(zhì)陶瓷性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了通過該工藝用麥秸或甘蔗渣制各木質(zhì)陶瓷的可行性，同時(shí)也表明粘結(jié)劑和燒結(jié)溫度對木質(zhì)陶瓷性能影響很大，實(shí)驗(yàn)為麥秸、甘蔗渣等植物殘?jiān)睦瞄_辟了新的途徑，為木質(zhì)陶瓷的研究開辟了新的方向和空間。
論文對傳統(tǒng)的升溫模式進(jìn)行了改進(jìn)，實(shí)驗(yàn)并分析了升溫模式對木質(zhì)陶瓷殘?zhí)悸?、密度、氣孔率、抗彎?qiáng)度、電阻率等性能的影響。結(jié)果表明，降低升溫速率并在關(guān)鍵溫度點(diǎn)保溫?zé)Y(jié)，木質(zhì)陶瓷的真密度、氣孔率、抗彎強(qiáng)度明顯提高，電阻率略有下降，尤其是殘?zhí)悸侍岣唢@著。
論文選擇了氯化鋅、碳酸鉀、磷酸氫二氨、硼砂為木質(zhì)陶瓷原料的化學(xué)添加劑，實(shí)驗(yàn)并分析了化學(xué)添加劑對木質(zhì)陶瓷殘?zhí)悸始翱箯潖?qiáng)度等性能的影響。結(jié)果表明，與對照組比較，添加適量的化學(xué)添加劑后，在兩種升溫模式下，木質(zhì)陶瓷的殘?zhí)悸史謩e提高了大約6％和10％，而其抗彎強(qiáng)度、密度、顯氣孔率及電阻率等性能沒有受到影響，氯化鋅、碳酸鉀、磷酸氫二氨以及硼砂等化學(xué)添加劑對木質(zhì)陶瓷殘?zhí)悸侍岣哂辛己眯Ч?br />論文還進(jìn)一步以麥秸、甘蔗渣以及凹凸棒石為原料制備出凹凸棒石改性木質(zhì)陶瓷材料，并對其真密度、體積密度、顯氣孔率、抗彎強(qiáng)度、電阻率等性能進(jìn)行了測試，對其形成機(jī)理及規(guī)律進(jìn)行了分析。結(jié)果證明了凹凸棒石的良好改性，特別是坯體在700-800℃保護(hù)氣氛下燒結(jié)可大大提高傳統(tǒng)木質(zhì)陶瓷的強(qiáng)度且不影響木質(zhì)陶瓷電阻率等。
doi：
10.7666/d.y1815890
關(guān)鍵詞：
凹凸棒石粘土 麥秸 木質(zhì)陶瓷 陶瓷制備 環(huán)境材料 抗彎強(qiáng)度 化學(xué)添加劑 電阻率 顯氣孔率 殘?zhí)悸?植物殘?jiān)?實(shí)驗(yàn) 升溫模式 真密度 甘蔗渣 燒結(jié) 原料 形成機(jī)理 溫度 陶瓷性能
作者：
吳文濤
學(xué)位授予單位：
合肥工業(yè)大學(xué)
授予學(xué)位：
博士
學(xué)科專業(yè)：
礦物學(xué)、巖石學(xué)、礦床學(xué)
導(dǎo)師姓名：
徐曉春
學(xué)位年度：
2010
語種：
中文
分類號：
TQ174.1
在線出版日期：
2011年06月30日
目前，木質(zhì)陶瓷研究仍然存在不少問題：品種單一，對原木的使用不利于環(huán)境保護(hù)，對麥秸等植物殘?jiān)芯亢苌伲患夹g(shù)路線比較單一，還過多的局限于浸漬成型上；木質(zhì)陶瓷力學(xué)性能不佳，特別是抗彎強(qiáng)度偏低，極大的制約了木質(zhì)陶瓷的應(yīng)用等。用麥秸等植物殘?jiān)苽淠举|(zhì)陶瓷，進(jìn)一步開發(fā)出各種新型的環(huán)境材料，同時(shí)實(shí)現(xiàn)固體廢棄物資源化，改進(jìn)制備工藝以及通過與其他材料復(fù)合來提高并強(qiáng)化木質(zhì)陶瓷的強(qiáng)度正越來越引起人們的興趣與關(guān)注，也成為近年來材料科學(xué)研究的熱點(diǎn)之一.
論文以麥秸、甘蔗渣等為原料，以酚醛樹脂、羧甲基纖維素為粘結(jié)劑，混合后采用熱壓再燒結(jié)的全新工藝制備木質(zhì)陶瓷，實(shí)驗(yàn)制備出了各溫度點(diǎn)下的材料，并對其密度、氣孔率、強(qiáng)度、電阻率等性能進(jìn)行了測試，對其性能特征、形成機(jī)理及規(guī)律進(jìn)行了系統(tǒng)分析和研究，初步明確了原料配比、酚醛樹脂濃度、溫度等參數(shù)對整個(gè)制備過程及木質(zhì)陶瓷性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了通過該工藝用麥秸或甘蔗渣制各木質(zhì)陶瓷的可行性，同時(shí)也表明粘結(jié)劑和燒結(jié)溫度對木質(zhì)陶瓷性能影響很大，實(shí)驗(yàn)為麥秸、甘蔗渣等植物殘?jiān)睦瞄_辟了新的途徑，為木質(zhì)陶瓷的研究開辟了新的方向和空間。
論文對傳統(tǒng)的升溫模式進(jìn)行了改進(jìn)，實(shí)驗(yàn)并分析了升溫模式對木質(zhì)陶瓷殘?zhí)悸?、密度、氣孔率、抗彎?qiáng)度、電阻率等性能的影響。結(jié)果表明，降低升溫速率并在關(guān)鍵溫度點(diǎn)保溫?zé)Y(jié)，木質(zhì)陶瓷的真密度、氣孔率、抗彎強(qiáng)度明顯提高，電阻率略有下降，尤其是殘?zhí)悸侍岣唢@著。
論文選擇了氯化鋅、碳酸鉀、磷酸氫二氨、硼砂為木質(zhì)陶瓷原料的化學(xué)添加劑，實(shí)驗(yàn)并分析了化學(xué)添加劑對木質(zhì)陶瓷殘?zhí)悸始翱箯潖?qiáng)度等性能的影響。結(jié)果表明，與對照組比較，添加適量的化學(xué)添加劑后，在兩種升溫模式下，木質(zhì)陶瓷的殘?zhí)悸史謩e提高了大約6％和10％，而其抗彎強(qiáng)度、密度、顯氣孔率及電阻率等性能沒有受到影響，氯化鋅、碳酸鉀、磷酸氫二氨以及硼砂等化學(xué)添加劑對木質(zhì)陶瓷殘?zhí)悸侍岣哂辛己眯Ч?br />論文還進(jìn)一步以麥秸、甘蔗渣以及凹凸棒石為原料制備出凹凸棒石改性木質(zhì)陶瓷材料，并對其真密度、體積密度、顯氣孔率、抗彎強(qiáng)度、電阻率等性能進(jìn)行了測試，對其形成機(jī)理及規(guī)律進(jìn)行了分析。結(jié)果證明了凹凸棒石的良好改性，特別是坯體在700-800℃保護(hù)氣氛下燒結(jié)可大大提高傳統(tǒng)木質(zhì)陶瓷的強(qiáng)度且不影響木質(zhì)陶瓷電阻率等。
doi：
10.7666/d.y1815890
關(guān)鍵詞：
凹凸棒石粘土 麥秸 木質(zhì)陶瓷 陶瓷制備 環(huán)境材料 抗彎強(qiáng)度 化學(xué)添加劑 電阻率 顯氣孔率 殘?zhí)悸?植物殘?jiān)?實(shí)驗(yàn) 升溫模式 真密度 甘蔗渣 燒結(jié) 原料 形成機(jī)理 溫度 陶瓷性能
作者：
吳文濤
學(xué)位授予單位：
合肥工業(yè)大學(xué)
授予學(xué)位：
博士
學(xué)科專業(yè)：
礦物學(xué)、巖石學(xué)、礦床學(xué)
導(dǎo)師姓名：
徐曉春
學(xué)位年度：
2010
語種：
中文
分類號：
TQ174.1
在線出版日期：
2011年06月30日
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