CN101955368A - 一种氧化铝纤维增强多孔陶瓷制品及利用淤泥制备该制品的方法 - Google Patents

一种氧化铝纤维增强多孔陶瓷制品及利用淤泥制备该制品的方法 Download PDF

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赖建中
崔崇
陈�光
张士华
彭东文
石晓琴
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Nanjing University of Science and Technology
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Abstract

本发明公开了一种氧化铝纤维增强多孔陶瓷制品，按重量百分比该材料包括以下组分：30％～38％的淤泥，20％～28％的矿渣，40％～49％的膨胀组分，0.1％～5％的氧化铝纤维，制备方法为将淤泥、矿渣、膨胀组分破碎混合球磨，然后将氧化铝纤维加入混合物中继续搅拌，喷雾造粒，将陈腐过的泥料装入模具中烧制，生成含均匀封闭微孔的轻质纤维增强陶瓷制品。本发明明显提高了材料的强度和材料的孔隙率，降低材料的密度，不仅解决了淤泥的环境污染问题，而且实现了资源化综合利用，具有重大的经济效益和社会效益等。

Description

一种氧化铝纤维增强多孔陶瓷制品及利用淤泥制备该制品的方法
技术领域
本发明涉及一种陶瓷制品，特别是一种氧化铝纤维增强多孔陶瓷制品及利用淤泥制备该制品的方法。 
背景技术
专利号为CN200410026753.6的专利公布了一种制备轻质陶瓷板的方法，在矿物原料中加入烧失量为10％～15％的膨石粉，使砖坯内部形成气孔，制成密度为0.7～0.9g/cm3轻质材料。但多孔陶瓷材料普遍具有韧性低、脆性大、易开裂的缺点，限制了此类材料的应用范围。湖泊淤泥清除是我国面临的重要环境问题，仅宜兴太湖水系淤泥总量达2.2亿m3，资源化利用的难度很大。 
发明内容
本发明的目的在于提供一种氧化铝纤维增强多孔陶瓷制品及利用淤泥制备该制品的方法。 
实现本发明目的的技术解决方案为：一种氧化铝纤维增强多孔陶瓷制品，按重量百分比该材料包括以下组分： 
淤泥            30％～38％ 
矿渣            20％～28％ 
膨胀组分        40％～49％ 
氧化铝纤维      0.1％～5％ 
该制备方法为：将淤泥、矿渣、膨胀组分破碎混合球磨，然后将氧化铝纤维加入混合物中继续搅拌，喷雾造粒，将陈腐过的泥料装入模具中烧制，生成含均匀封闭微孔的轻质纤维增强陶瓷制品。 
本发明与现有技术相比，其显著优点：本发明采用了氧化铝纤维增强技术，充分发挥氧化铝纤维在材料结构中的增强、增韧和阻裂效应，提高了多孔陶瓷材料的力学性能和耐久性。在相同孔隙率的情况下，可以明显提高材料的强度；在相同强度的情况下，可以明显提高材料的孔隙率，降低材料的密度。本发明以淤泥为主要原料制备出低成本、低密度、耐高温、耐腐蚀、高抗裂、抗冲击、生态 环保的轻质多孔陶瓷制品，不仅解决了淤泥的环境污染问题，而且实现了资源化综合利用，具有重大的经济效益和社会效益等。 
具体实施方式
本发明氧化铝纤维增强多孔陶瓷制品，按重量百分比该材料包括以下组分： 
淤泥            30％～38％ 
矿渣            20％～28％ 
膨胀组分        40％～49％ 
氧化铝纤维      0.1％～5％ 
在上述各组分中，淤泥的氧化铝含量为14％～28％，氧化硅含量为55％～78％。矿渣为一种冶金工业的副产品。膨胀组分为透闪石、石灰石和陶土。氧化铝纤维的长度为2mm～10mm，直径为10μm-40μm。 
制备本发明的氧化铝纤维增强多孔陶瓷制品的方法为：将淤泥、矿渣、膨胀组分破碎混合，球磨16小时-24小时，然后将氧化铝纤维加入混合物中继续搅拌5分钟～10分钟，喷雾造粒，将陈腐过的泥料装入模具中，经过1100℃-1250℃烧制，冷加工后，生成含均匀封闭微孔的轻质纤维增强陶瓷制品。 
在上述制备方法中，烧成设备为梭式窑、辊道窑、多孔推板窑、隧道窑。 
下面结合实施例进一步说明本发明，本发明不限于这些实施例。 
实施例1 
选取淤泥30％，氧化铝含量14％、氧化硅含量71％的矿渣20％，，透闪石20％，石灰石4％，陶土26％，破碎混合，球磨20小时，添加0.5％的氧化铝纤维后继续搅拌8分钟，经过干燥造粒、陈腐后在1160℃烧成，再冷加工制成800×800×30mm平板陶瓷材料制品。制品容重0.6g/cm3，抗折强度7.5MPa，在-20℃～20℃水中各冻融3小时，5次循环，无损坏现象，证明其抗冻性优良。 
实施例2 
选取淤泥30％，氧化铝含量14％、氧化硅含量71％的矿渣20％，，透闪石20％，石灰石4％，陶土26％，破碎混合，球磨20小时，添加4％的氧化铝纤维后继续搅拌8分钟，经过干燥造粒、陈腐后在1160℃烧成，再冷加工制成800×800×30mm平板陶瓷材料制品。制品容重0.6g/cm3，抗折强度12MPa，在-20℃～20℃水中各冻融6小时，10次循环，无损坏现象，证明其抗冻性优良。 
实施例3 
选取淤泥38％，氧化铝含量14％、氧化硅含量71％的矿渣25％，，透闪石15％，石灰石4％，陶土16％，破碎混合，球磨20小时，添加1.0％的氧化铝纤维后继续搅拌8分钟，经过干燥造粒、陈腐后在1160℃烧成，再冷加工制成800×800×30mm平板陶瓷材料制品。制品容重0.65g/cm3，抗折强度8.5MPa，在-20℃～20℃水中各冻融3小时，5次循环，无损坏现象，证明其抗冻性优良。 
实施例4 
选取淤泥35％，氧化铝含量14％、氧化硅含量71％的矿渣28％，透闪石16％，石灰石4％，陶土15％，破碎混合，球磨20小时，添加5％的氧化铝纤维后继续搅拌8分钟，经过干燥造粒、陈腐后在1160℃烧成，再冷加工制成800×800×30mm平板陶瓷材料制品。制品容重0.7g/cm3，抗折强度15MPa，在-20℃～20℃水中各冻融6小时，10次循环，无损坏现象，证明其抗冻性优良。 

Claims (7)

1.一种氧化铝纤维增强多孔陶瓷制品，其特征在于：按重量百分比该材料包括以下组分：
淤泥        30％～38％
矿渣        20％～28％
膨胀组分    40％～49％
氧化铝纤维  0.1％～5％
2.根据权利要求1所述的氧化铝纤维增强多孔陶瓷制品，其特征在于：其中淤泥的氧化铝含量为14％～28％，氧化硅含量为55％～78％。
3.根据权利要求1所述的氧化铝纤维增强多孔陶瓷制品，其特征在于：其中膨胀组分为透闪石、石灰石和陶土。
4.根据权利要求1所述的氧化铝纤维增强多孔陶瓷制品，其特征在于：其中氧化铝纤维长度为2mm～10mm，纤维直径为10μm-40μm。
5.一种利用淤泥制备氧化铝纤维增强多孔陶瓷制品的方法，其特征在于：将淤泥、矿渣、膨胀组分破碎混合球磨，然后将氧化铝纤维加入混合物中继续搅拌，喷雾造粒，将陈腐过的泥料装入模具中烧制，生成含均匀封闭微孔的轻质纤维增强陶瓷制品。
6.根据权利要求5所述的利用淤泥制备氧化铝纤维增强多孔陶瓷制品的方法，其特征在于：球磨时间为16小时-24小时，搅拌时间为5分钟～10分钟。
7.根据权利要求5所述的利用淤泥制备氧化铝纤维增强多孔陶瓷制品的方法，其特征在于：烧制温度为1100℃-1250℃。
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