利用石英砂制备石英质陶瓷的研究

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1、分类号:学校代码:10128UDC:学号:20111100170硕士学位论文类别：全日制硕士研究生题目：利用石英砂制备石英质陶瓷的研究英文题目：StudyonPreparationofQuartz-basedCeramicsUsingQuartzSands研究生：范文学科名称：材料科学与工程指导教师：史志铭教授二○一四年六月万方数据万方数据内蒙古工业大学硕士学位论文摘要石英制陶瓷是一种新型陶瓷，集耐高温、低膨胀系数、热稳定性好、成本较低等优点，常用于建材、化工、科研行业。石英制陶瓷是以石英为主要原料，添加少量的添加剂而生产出来的陶瓷产品。因为石英制陶瓷的生产可以利

2、用废旧石英玻璃，也可以利用石英砂为原料，所以具有原料成本低以及原料来源广等优点。本论文采用石英砂为主要原料，添加氧化钾及氟化锂成功制备石英质陶瓷。使用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪（XRD）等方式对陶瓷的形貌、结构、成分进行了分析和研究，并对陶瓷的体积密度、显气孔率等常温物理性能及抗折强度、硬度、摩擦磨损等力学性能做了测试与分析，研究了不同添加剂对石英质陶瓷的形貌、结构及性能的影响，并提出了最佳工艺。具体结论如下：三种配方的陶瓷均在1300℃时具有最大的体积密度、最低的显气孔率与最低的吸水率：添加剂为1.5wt.%LiF时，陶瓷具有最大的体积密度；添加剂为

3、2wt.%LiF时，陶瓷具有最低的显气孔率与吸水率。1250℃时，添加2wt.%LiF的陶瓷具有最大抗折强度。在最佳烧结温度1300℃时，添加1.5wt.%LiF陶瓷的耐磨性最好，添加2wt.%LiF陶瓷的耐磨性次之，添加3wt.%K2O陶瓷的耐磨性最差。三种配方陶瓷的洛氏硬度均在1300℃时达到最大值。其中，添加1.5wt.%LiF陶瓷的洛氏硬度最大，其次是添加2wt.%LiF的陶瓷，添加3wt.%K2O陶瓷的洛氏硬度最小。（4）研究表明添加剂为1.5wt.%LiF，烧结温度为1300℃时石英质陶瓷的组织结构与力学性能最好。关键词：石英质陶瓷；氟化锂；体积密度；

4、显气孔率；微观形貌万方数据内蒙古工业大学硕士学位论文AbstractCeramicmaterialsaretheimportantmaterialonlifeofpeopleandindustrialconstruction.Chinaisthehometownofceramicsandceramicproductsfromtheancientworldarefamous,suchasJingdezhenceramicsandZiboceramicbecauseofitsfineworkmanshipandexcellentperformance,itispopu

5、larathomeandabroad.Quartzceramicsisanewceramic,havinghightemperatureresistance,lowexpansioncoefficient,goodthermalstabilityandlowcost,oftenusedinbuildingmaterials,chemicalindustryandscientificresearch.Quartzceramicsistheproductionthatmadewithquartzasmainrawmaterialandaddasmallamountof

6、additives.Becausethequartzceramicproductioncanusewastequartzglassandquartzsandasrawmaterial,soithaslowrawmaterialcostandwidesourceofrawmaterialsetc..Inthispaper,theaeoliansandasthemainrawmaterial,thenaddingK2OandLiF,theycanbesuccessfullypreparedforquartzceramic.Byusingscanningelectron

7、microscopy(SEM)andXraydiffraction(XRD),morphology,structureandcomponentofceramicareanalyzedandstudied.Thephysicalpropertiesoftheceramicbulkdensity,apparentporosity,temperatureandflexuralstrength,hardness,wearandmechanicalpropertiesoffrictionarealsotestedandanalyzed.Theeffectofstructur

8、eandp