一种吸音多孔陶瓷的制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种吸音多孔陶瓷的制备方法和应用，属于建筑技术领域。本发明专利技术的吸音多孔陶瓷具有轻质、高强、孔径小且均匀、低成本等特点，体积密度为1.19～2.07g/cm3，抗压强度为31～64.17MPa，孔径大小为2～500μm，显气孔率为25％～45％，1h吸水率为10％～30％，满足吸音多孔陶瓷的使用要求，且拥有较好的气孔结构。本发明专利技术的吸音多孔陶瓷中，90％以上的原料为工业固体固废和农业固废，制备成本低，本发明专利技术的吸音多孔陶瓷性能优异，可制作高性能隔音陶瓷砖，为工业固废和农业固废的资源化利用提供了有效途径。供了有效途径。

【技术实现步骤摘要】
5～30％，CaO 1～50％，Fe2O
3 5～30％，MgO 0.01～10％，TiO
2 0.01～20％。
[0012]优选的，所述石英砂中的氧化物包括以下质量百分含量的组分：SiO
2 30～90％，Al2O30.01～0.1％，MgO 1～1.5％。
[0013]优选的，所述秸秆为纤维素30％～40％，半纤维素20～30％，木质素15～20％，灰分1～5％，果胶质0.1～0.5％。
[0014]本专利技术提供了上述技术方案所述吸音多孔陶瓷的制备方法，包括以下步骤：
[0015]将处理过的赤泥、石英砂、秸秆混合均匀，得到混合物料；
[0016]将所述混合物依次进行注塑成型、烘干和烧结，得到吸音多孔陶瓷；
[0017]所述烧结包括：自室温第一次升温至200～300℃，恒温5～10min，再第二次升温至1000～1100℃，恒温100～120min。
[0018]优选的，注塑成型后，所得物料的孔径大小为2～500μm。
[0019]优选的，所述第一升温、第二升温的升温速率独立为3～5℃/min。
[0020]本专利技术提供了上述技术方案所述吸音多孔陶瓷或上述技术方案所述制备方法制备得到的吸音多孔陶瓷在隔音陶瓷砖中的应用。
[0021]本专利技术提供了一种吸音多孔陶瓷，包括以下质量百分含量的制备原料：赤泥60～70％，石英砂30～40％，秸秆10～15％；所述吸音多孔陶瓷的制备方法，包括以下步骤：将处理过的赤泥、石英砂、秸秆混合均匀，得到混合物料；将所述混合物依次进行注塑成型、烘干和烧结，得到吸音多孔陶瓷。
[0022]吸音多孔陶瓷的吸音性能主要由陶瓷的微孔数量和大小决定，一般微孔数量越多，显孔率越高，孔均匀性越好，吸音性能越高，本专利技术中的原料秸秆作为造孔剂，本专利技术通过调控原料的比例来调控陶瓷的孔隙率、孔径大小及孔均匀性。
[0023]本专利技术通过优化原料的组分配比和烧结制度，得到的吸音多孔陶瓷具有轻质、高强、孔径小且均匀、低成本等特点，体积密度为1.19～2.07g/cm3，抗压强度为31～64.17MPa，孔径大小为2～500μm，显气孔率为25％～45％，1h吸水率为10％～30％。
[0024]本专利技术的吸音多孔陶瓷中，90％以上的原料为工业固废或农业固废，制备成本低，而且高效利用赤泥，工业固废利用率可达95％以上，不仅大量减少工业固废的堆存量，而且实现了工业固废的高附加值利用。
[0025]本专利技术的吸音多孔陶瓷吸音性能优异，可制作高性能隔音陶瓷砖，为工业固废和农业固废的资源化利用提供了有效途径。
具体实施方式
[0026]本专利技术采用有机物造孔剂燃失法制备吸音多孔陶瓷，主要原料包括：
[0027]赤泥为主要原料，石英砂为辅料，秸秆为造孔剂；
[0028]本专利技术采用有机物造孔剂燃失法原理制备吸音多孔陶瓷制品，采用注塑成型法对陶瓷坯体成型。赤泥与石英砂配比采用70wt％：30wt％进行配料，烧结温度设置为1100℃，实验添加水的质量为18g。赤泥熔点一般在1200℃～1250℃，故烧结温度符合要求。吸音多孔陶瓷样品的工艺流程如下:
[0029]原料制备
→
原料称量
→
混匀
→
造粒
→
成型
→
干燥
→
脱模
→
继续干燥
→
烧结
[0030]以上所述吸音多孔陶瓷制备方法，包括以下步骤:
[0031]将赤泥、石英砂等原料球磨、过200目标准筛处理，以达到实验要求。
[0032]将处理过的赤泥、石英砂、秸秆按照实验配比进行称量(结果精确到0.01g)，并手动搅拌赤泥、石英砂至混合均匀；
[0033]将水加入赤泥和石英砂的混合料进行造粒并充分搅拌，然后将造孔剂与泥料混合，并搅拌至均匀状态。模具内壁均匀涂抹凡士林后，将含有造孔剂的混合料注入模具中，并用玻璃棒对混合料振实，用光滑玻璃片对坯体上表面刮平，使得坯体上表面尽可能平整且与下表面平行，依次完成4～5个坯体。紧接着将陶瓷坯体连同模具一同放入70℃电热恒温鼓风干燥箱中干燥2.5h，此时坯体发生收缩可进行脱模，脱模后将陶瓷坯体放入70℃鼓风干燥箱中继续干燥18h～20h。干燥完成后将陶瓷坯体放入箱式高温烧结炉中进行烧结(烧结炉内下表面需铺一层氧化铝粉，以防止制品烧结过程中对炉壁损坏)，烧结制度为：升温速率3℃/min，其中在200℃保温5min，最高温度1100℃，并在1100℃保温2h，烧结结束后随炉冷却。
[0034]将试样进行上、下表面研磨，使试样上、下表面尽可能平整及相互平行，然后对样品进行表面清洁，并放入70℃恒温干燥箱干燥24h，干燥完成后将试样装袋备用，待后续进行各项性能检测。
[0035](1)通过添加0.3～0.5mm、0.5～0.8mm、1.0～2.0mm、2.0～3.0mm粒径的秸秆进行造孔，研究在相同秸秆配比的条件下，不同粒径的秸秆颗粒对多孔陶瓷各性能的影响。
[0036](2)通过添加0.2wt％、0.4wt％、0.6wt％、0.8wt％、1.0wt％配比的秸秆进行造孔，研究在相同秸秆粒径的条件下，不同配比的秸秆颗粒对吸音多孔陶瓷各性能的影响。
[0037]在赤泥、石英砂配比和烧结制度相同的条件下，添加四种不同粒径范围的秸秆作为造孔剂，试样体积密度随造孔剂的添加量变化趋势如下：
[0038]吸音多孔陶瓷显气孔率和吸水率均随造孔剂添加量的增加而增大。造孔剂添加量增加导致秸秆颗粒的总体积增加，吸音多孔陶瓷中的气孔总体积随之增加，且气孔数量的增加更容易形成贯通气孔，吸音多孔陶瓷的显气孔率上升，使陶瓷的贯通气孔增加，进而在煮沸过程中陶瓷的吸水能力增强。实验得到在添加量为1.0wt％的0.3～0.6mm粒径的秸秆作为造孔剂时得到吸音多孔陶瓷显气孔率最大，为57.99％，此时的吸水率也达到最大，为47.64％，而在赤泥、石英砂配比与烧结制度不变的情况下，不添加造孔剂的陶瓷试样显气孔率为25.84％，吸水率为12.19％。以造孔剂添加量为0.6wt％观察各粒径造孔剂对试样体积密度、显气孔率及吸水率的影响，可以知道，试样体积密度随造孔剂粒径增大而增大，显气孔率和吸水率随造孔剂粒径增大而减小。这是因为秸秆颗粒粒径越小，在相同配比下颗粒数量越多，造孔剂的总体积增大，因此在陶瓷坯体中留下的孔洞也会增多，表现为体积密度降低，显气孔率、吸水率增大。
[0039]吸音多孔陶瓷试样的抗压强度随造孔剂粒径的增加呈正态分布，其中在造孔剂粒径为0.5～0.8mm时，各个吸音多孔陶瓷试样的抗压强度较高。气孔数量、孔径及分布情况是影响试样抗压强度的重要因素，从试样的形貌分析可以看到0.5～0.8mm粒径的造孔剂制备的试样中的气孔分布密集程度和大气孔间的平均孔壁厚度较为适中，有利于提高试样的力学性能，而随着造孔剂粒径的增大，吸音多孔陶瓷中的大气孔径也增大，不利于提高试样的力学性能。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种吸音多孔陶瓷，其特征在于，包括以下质量百分含量的制备原料：赤泥60～70％，石英砂30～40％，秸秆10～15％；所述吸音多孔陶瓷的制备方法，包括以下步骤：将处理过的赤泥、石英砂、秸秆混合均匀，得到混合物料；将所述混合物依次进行注塑成型、烘干和烧结，得到吸音多孔陶瓷；所述烧结包括：自室温第一次升温至200～300℃，恒温5～10min，再第二次升温至1000～1100℃，恒温100～120min。2.根据权利要求1所述的吸音多孔陶瓷，其特征在于，所述赤泥中的氧化物包括以下质量百分含量的组分：SiO
2 5～40％，Al2O
3 5～30％，CaO 1～50％，Fe2O
3 5～30％，MgO 0.01～10％，TiO
2 0.01～20％。3.根据权利要求1所述的吸音多孔陶瓷，其特征在于，所述石英砂中的氧化物包括以下质量百分含量的组分：SiO
2 30～90％，Al2O
...

【专利技术属性】
技术研发人员：王博涵，赵艳荣，张瑞，李雨纯，李亚杰，黄燕莹，
申请(专利权)人：桂林理工大学，
类型：发明
国别省市：