【碩士】超輕硬硅鈣石的制備與性能研究

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　　【學(xué)位年度】2007　　【摘要】　　隨著水合硅酸鈣輕型保溫材料研究的深入和使用范圍的不斷拓展，提高和改善現(xiàn)有材料的使用性能，開發(fā)性能更佳的新型水合硅酸鈣材料一直是人們關(guān)注的焦點(diǎn)。托勃莫來石(5CaO·6SiO<,2>·5H<,2>O)和硬硅鈣石(6CaO·6SiO<,2>·H<,2>O)是目前使用范圍最廣、性能最好的兩種硅酸鈣保溫材料，兩者相比，硬硅鈣石不僅含水率更低，而且能耐1000℃高溫(托勃莫來石為650℃)，因而具有廣闊的應(yīng)用前景。制備硬硅鈣石的主要原料是氧化鈣和二氧化硅。鈣質(zhì)材料是由石灰石煅燒獲得的，其煅燒溫度非常重要，溫度太低則石灰石的含量大，影響其活性，煅燒溫度太高則會出現(xiàn)燒結(jié)現(xiàn)象，其活性同樣不高。本文通過測試不同溫度下煅燒石灰石所生成的生石灰的活性，與生成產(chǎn)物中生石灰的含量綜合考慮，選出最佳煅燒溫度為1000℃。硅質(zhì)原料的性質(zhì)對硬硅鈣石的生成有決定性的影響，本文選用非晶硅質(zhì)材料白炭黑及晶體硅質(zhì)原料工業(yè)石英粉作為硅質(zhì)原料，利用動(dòng)態(tài)水熱反應(yīng)合成硬硅鈣石，探討了鈣硅比、合成溫度、保溫時(shí)間、水固比、攪拌等反應(yīng)條件對最終生成產(chǎn)物的性能影響，通過XRD、SEM等手段進(jìn)行表征。經(jīng)試驗(yàn)，在不加添加劑的情況下，利用非晶硅質(zhì)材料能在較低保溫溫度跟較短保溫時(shí)間下制得結(jié)晶良好的硬硅鈣石，其二次顆粒呈鳥巢狀，一次纖維相互交織，表面突起較多，脫水干燥時(shí)易形成緊密鑲嵌結(jié)構(gòu)，造成較高的體積密度；而利用晶體硅質(zhì)材料制備硬硅鈣石工藝要求較高，但是其二次球形粒子的表面較為光滑，易于堆積，脫水干燥后有較低的體積密度。在此基礎(chǔ)上，添加鋯離子作為添加劑在最佳合成工藝下進(jìn)行動(dòng)態(tài)水熱合成，研究最佳的摻入比例，探討對應(yīng)不同硅質(zhì)原料生成的硬硅鈣石的區(qū)別及造成這種差異的原因。研究硬硅鈣石一次纖維與二次粒子的生成機(jī)理，探討影響纖維直徑長度的因素以及二次粒子的成形條件。　　共62頁

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