发泡剂种类及掺量对泡沫陶瓷性能的影响研究开题报告
2021-02-25 13:07:56
1. 研究目的与意义(文献综述)
泡沫陶瓷是一种容重低、导热系数小、耐腐蚀且强度较高的无机多孔材料。按泡沫陶瓷中气孔的特点可分为开孔泡沫陶瓷和闭孔泡沫陶瓷,开孔泡沫陶瓷因较好的透过性在金属过滤、尾气处理和空气净化方面得到广泛使用。在建筑材料方面,传统的墙体材料因资源消耗量大、保温隔热及抗裂抗渗性能差等缺陷,与当前节能降耗的时代背景不符。国内外建筑墙体材料纷纷朝着轻质、高强、节能环保的方向发展。而开发更高效且符合我国资源利用国情的新型建筑外墙外保温材料,成为当前发展节能建筑的急需。我国目前大规模应用的外墙外保温隔热材料主要有eps(聚苯乙烯泡沫)、xps(挤塑聚苯乙烯泡沫)和pu(聚氨酯泡沫)等3种,其均属有机保温材料。其主要优点是质轻、保温隔热性好,但却面临着是阻燃性差、易变形和老化,防火等级差(b级),耐久性差(15-20年),结构施工复杂,整体性差等缺点。而闭孔泡沫陶瓷是一种性能优异的新型无机保温材料,其隔热性比混凝土高8-20倍,可广泛用于墙体材料、保温材料和地下工程材料。同时其具备有机保温材料所不具备的优点,如:热传导率低、不燃防火、耐久性好、与水泥砂浆混凝土等相容性好、吸水率低、耐候性好。
然而,目前泡沫陶瓷的制备主要使用黏土、长石等天然矿物为原料,由于国家对矿山的保护及矿产资源的不可再生性,以传统方式制备泡沫陶瓷保温墙体材料已不符合我国可持续发展的战略规划。因此,研究开发以固体废弃物制备低成本、高性能的泡沫陶瓷成为了当前国内外研究者重点开展的研究方向。
炉渣是火力发电厂锅炉中产生的工业废渣,它是由燃煤锅炉底部收集的颗粒状废渣,是目前我国堆存量最大的工业固体废物之一。目前炉渣的利用率很低,少部分用于制砖和铺路,其余随意堆放,造成环境污染和资源浪费。炉渣主要化学成分与泡沫陶瓷坯料相似,烧失量较低,可作为主要原料使用。其高温烧制的泡沫陶瓷在一定技术下能很好的符合外墙外保温材料的要求,开发炉渣高附加值应用途径对于环境保护和废弃物资源化都具有重要的现实意义。
2. 研究的基本内容与方案
2.1 基本内容、目标
本研究针对炉渣泡沫陶瓷制备适宜的发泡剂种类及掺量,对发泡陶瓷的性能影响进行研究。通过对烧成样品的性能测试及表征,系统研究发泡剂种类与掺量对闭孔泡沫陶瓷的烧成工艺、孔结构及力学性能的影响,确定不同发泡剂制备泡沫陶瓷的可行性及作用机理。最终提出适宜高温发泡法使用的发泡剂种类及特性。
2.2技术方案
3. 研究计划与安排
第1-2周:查阅相关文献资料,明确实验内容,确定实验方案,完成开题报告;
第3-4周:实验准备工作,并完成外文文献翻译,;
第5-11周:按照实验方案进行相关实验,并对样品进行性能表征;
4. 参考文献(12篇以上)
[1] xi x, shui a, li y, et al. effects ofmagnesium oxychloride and silicon carbide additives on the foaming propertyduring firing for porcelain ceramics and their microstructure[j]. journal ofthe european ceramic society. 2012, 32(12): 3035-3041.
[2]吴丽娜,黄玉东,王志江,等. 发泡工艺制备多孔陶瓷研究进展[j]. 中国陶瓷. 2010(03): 5-8.
[3] 张勇林. 高温发泡陶瓷制备基础研究[d]. 华南理工大学, 2014.