论文部分内容阅读
室温陶瓷是指在近室温下不经过烧结过程,利用胶凝材料将陶瓷颗粒粘接起来形成类似烧结陶瓷的一种材料,该材料具有节约能源、成型方便、可加工性、成本低廉等优点。本文尝试利用场致快速合成的铝酸三钙和超细化的普通硅酸盐水泥两种胶凝材料,分别制备了氧化铝陶瓷。利用CaC03-Al203在场致快速合成条件下,成功制备出纯度高、颗粒细小的C3A粉末。通过不同的合成温度和保温时间的研究表明,1350℃,保温20min是合适的合成条件。该条件下合成的C3A粉末纯度较高,游离氧化钙的含量仅为1.6%,其安定性良好。采用合成的铝酸三钙作为胶凝材料,在室温下制备了铝酸三钙-氧化铝室温陶瓷。比较了模压和冷等静压两种成型方式,标准养护和高温反应釜养护两种养护方式以及不同的配比等工艺条件,通过水化产物、微观形貌、力学性能、孔隙率及孔径分布等测试得到水灰比为0.4、冷等静压成型、高温反应釜养护,养护温度120℃、铝酸三钙的含量为40wt%为最优工艺条件,在此工艺条件下制备的铝酸三钙-氧化铝室温陶瓷的抗压强度为298Mpa。采用华兴水泥厂的普通硅酸盐水泥为原料,经行星球磨18h时,得到颗粒约为700nm的超细水泥粉体；采用经细化的超细水泥粉体作为胶凝材料制备了水泥-氧化铝室温陶瓷,研究了水灰比及配比对试样的影响：不同水灰比(0.15～0.30)的试样的孔隙率和水化程度都随水灰比的增加而逐渐增加,但是试样的抗压强度却先增加后减小；孔隙率和水化程度都是影响其强度的重要因素,在低水灰比下,水化程度起主导因素；高水灰比下,孔隙率的影响较大。当水灰比为0.21时,强度最大,孔隙率最低；同时,研究了不同的水泥含量对试样的影响,当水泥含量为42%时,其孔隙率最低,强度最高,孔隙率为8.8%,抗压强度达328MPa；为减小孔隙率,研究了纳米氧化硅的加入对其结构性能的影响。结果表明：其填充效应、表面效应、火山灰效应显著地降低了试样的孔隙率,改善了试样的显微结构,提高了试样的力学性能；当其含量为5wt%时,其3天抗压强度高达408MPa,增长率高达26.58%。