卫生陶瓷瓷坯减薄增强研究

摘要

自1993年以来，我国卫生陶瓷产量和出口量一直居世界第一，特别是近年来，随着人们生活水平的不断提高，对高品质大规格卫生陶瓷的需求日益增强。我国卫生陶瓷在产量急剧增长的同时产品规格越来越大，导致大量优质的无机非金属资源被消耗，严重制约了陶瓷行业的可持续健康发展。随着国家建设资源节约与环境保护型社会力度的不断加大，卫生陶瓷的减薄化与轻量化生产是未来发展的必然趋势，而卫生陶瓷要实现减薄化与轻量化生产必须要解决的技术瓶颈是坯体的增强问题。
　　本文以工业卫生陶瓷生产配方为基础，根据颗粒弥散增强、晶须补强增韧等机制，探讨了α-Al2O3、铝矾土、硅灰石、莫来石晶须等不同增强剂种类、添加量、细度等对卫生陶瓷坯体增强效果的影响。采用XRD、SEM等对瓷坯的物相组成、显微结构进行了分析，采用万能材料试验机对瓷坯的力学性能进行了表征，揭示了含坯体增强剂的卫生陶瓷组成、结构、工艺与性能之间的关系，获得了一些有益的结论。
　　研究表明，适量α-Al2O3的引入有助于提高卫生陶瓷瓷坯的的强度，且增强幅度与α-Al2O3的添加量和α-Al2O3的细度有关。当α-Al2O3添加量为20wt％、α-Al2O3球磨时间为30min，坯体于1250℃保温2h烧成时，瓷坯强度达到201MPa，增强幅度为50%。
　　煅烧矾土的引入及引入后泥浆细度的提高均能提升瓷坯的强度，但煅烧温度过高和泥浆细度过细均不利于强度的提高。实验结果表明当矾土煅烧温度为1370℃、添加量为11wt％、球磨时间为0.5h时、坯体烧成温度为1190℃，保温2h时，坯体强度达到最大值172MPa，增强幅度为28.35%
　　硅灰石的引入能明显促进坯体的烧结，降低坯体的吸水率，对坯瓷强度也有一定程度的提高。当硅灰石的引入量为10wt%、坯体于1210℃保温2h烧成时，瓷坯强度达到最大值145 MPa，增强幅度为8.2%。
　　莫来石晶须对卫生陶瓷瓷坯有一定的增强作用，莫来石晶须添加量为3wt％，烧成温度为1210℃，保温时间为2h，坯体的抗折强度最高可达171MPa，增强幅度为27.6％。

目录

声明

1 引 言

2 文献综述

2.3 卫生陶瓷生产工艺

2.4 卫生陶瓷工业的技术现状、发展趋势

2.5 国内外卫生陶瓷技术的研究现状

2.6 陶瓷材料理论强度与断裂机理

2.7 影响陶瓷强度的因素

2.8 陶瓷材料强韧化机理及主要途径

2.9 本课题研究思路及主要目标和任务

3 实验部分

3.2 生矾土的处理

3.4 实验方案与工艺流程

3.5 实验工艺流程

3.6 性能测试与表征

4 制备工艺优化

4.2 烧成温度与保温时间对瓷坯烧结性能的影响

4.3 烧成温度与保温时间对瓷坯机械性能的影响

4.4 小 结

5 铝质矿物原料对瓷坯性能的影响

5.1α-Al2O3的引入对瓷坯性能的影响

5.2α-Al2O3球磨时间对瓷坯性能的影响

5.3 烧成温度与保温时间对瓷坯性能的影响

5.4 煅烧矾土的引入对瓷坯性能的影响

5.5 矾土煅烧温度对材料烧结性能的影响

5.6 煅烧矾土的引入量对瓷坯机械性能的影响

5.7 小 结

6 针状矿物原料对瓷坯性能的影响

6.1 硅灰石的引入对瓷坯性能的影响

6.2 莫来石的引入对瓷坯性能的影响

6.4 小 结

7 结 论

致谢

参考文献