利用煤矸石制备多孔陶瓷的及力学性能研究
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多 孔 陶瓷 是 一 类 具 有 广 泛 用 途 的 陶 瓷 材 料 ， 其 孔 隙 率 较 高 ，体 积 密 度 小 ，具 有 较 大 的 比表 面 积 和 独 特 的物 理 表 面 特 性 ，对 液 体 和 气 体 介 质 有 选 择 的透 过 性 、能 量 吸 收等 特 性 ： 同 时 陶瓷 材 料 特 有 耐 高 温 、耐 腐 蚀 、化 学 稳 定 性 和 尺 寸 稳 定 性 好 等 性 能 ，使 得 多孔 陶 瓷可 以广 泛 地 用 作 保 温 、 隔音 、 透水 材 料 ［３－４］。本 论文 拟 采 用煤 矸 石 和 粉 煤 灰 为 原 料 ，实 现 煤 矸 石 和 粉 煤 灰 高 效 绿 色 的 综 合 利 用 。通 过 添 加 烧 结 助 剂 和 造 孔 剂 ，优 化 多 孔 陶 瓷 的微 观 结 构 和 性 能 ，具 有 良好 的 社 会 、 经 济 和 环 境 效 益 。
增 多发 生 团聚 ，此 时产 生气 体变 多 ，孔径 相 应增 加 。 当 木 屑 含 量 为 １２％，气 孔 分 布 较 均 匀 ，形 成 了 以 堇 青 石 相 为 骨 架 的 空 间 网 络 状 结 构 。 当 木 屑 加 入
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谷 玲 钰 等 ：利 用煤 矸 石 制 备 多孔 陶 瓷 的及 力 学性 能 研 究
垒
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煤 矸石 ４８．５ ５４．１ ２１．８—２５．７ ４．２８～８．６３ ２．６￣３．４ １．７６－－－２．５１ １．３ １．６４ ０．３６－－－０．６２
粉 煤灰 ４９ ５￣５１ ５ ２５ ３￣２７ ２ ５１～７ ２ ２ ２－３ ２ １ ３－１ ７ １ ０￣１ ３ ０４８￣０ ７２
程 体 积 收 缩 阻碍 了异 常大 孔 出 现 ，因 此 气 孔 率 增
２ 结果 与讨论
２．１ 多孔 陶 瓷物 相 分析 图 １是 １１５０℃烧 成 ３ ｈ试 样 的 ＸＲＤ 图谱 ，由
图 １可 知 ，该 试 样 主 晶相 为 莫 来 石 ． 同时 还 含 有 钠 长 石 。在 陶 瓷坯 体 烧 成 过 程 中 ，煤 矸 石 与 粉 煤 灰 反 应 生 成 莫 来 石 晶相 ，随 着 温 度 升 高 ，纯碱 分 解 生 成 氧 化 钠 和 二 氧 化 碳 ，氧 化 钠 有 助 熔 作 用 ， 易 于 降低 陶 瓷 烧 成 温 度 ， 同时 与 煤 矸 石 和 粉 煤 灰 反 应 生 成 钠 长 石 。反 应 中 产 生 Ｃ０２逸 出 ，也 促 使 陶瓷 坯 体 形成 气 孔 。 ２．２ 多子Ｌ陶 瓷烧 成性 能 的分 析
１．２ 试验 过 程 清 洗 、 破 碎 后 的 煤 矸 石 、粉 煤 灰 分 别 按 质 量
分 数 ８０％ 和 ２０％ 称 取 ， 然 后 将 煤 矸 石 和 粉 煤 灰 装 入氧 化 铝 球 磨罐 ．在 行星 式 球磨 机 细磨 ５ ｈ。将 球 磨 后 原 料 添 加 ５％ 纯 碱 为 烧 成 助 剂 ，再 分 别 添 加 质 量 分 数 为 ３％、５％、 １０％、 １２％ 和 １５％ 的 木 屑 为 造 孔 剂 ，混 合 均 匀 ，最 后 造 粒 并 干 压 成 型 。 压 制 好 样 品放 置 高 温 炉 中 ，在 １１５０℃、 １２００℃、 １２５０￣Ｃ、１３００＂（２和 １３５０￣Ｃ烧 成 ３ ｈ，得 到 多孔 陶 瓷 。
关键 词 ：煤矸 石 ；造孔剂 ；多孔陶瓷 ；烧成温度 ；抗压强度 ｄｏｉ：１０．３９６９￣．ｉｓｓｎ．１０００－６５３２．２０１８．０５．０３０
中图分类号 ：ＴＤ９８９ 文献标志码 ：Ａ 文章编号 ：１０００．６５３２ （２０１８）０５．０１３５．０３
煤 矸 石 是 采 煤 和 选 煤 过程 中所 排 出 的工 业 固 体 废 弃 物 。煤 矸 石 长 期 露 天 大 量 堆 放 ，不 仅 占用 了大 量 土 地 ，而 且 煤 矸 石 淋 溶 水 会 污 染 周 围土 壤 和 地 下 水 ，严 重 影 响 环 境 。粉 煤 灰 是 火 力 发 电厂 排 出的一 种 工业 固体 废 弃物 ．属 于火 山灰质 材 料 。 研 究 数 据 表 明 ，煤 矸 石 和 粉 煤 灰 中 Ａ１２０３含 量 在 １５％ ～４５％，ＳｉＯ２含 量 在 ４０％ ～６５％ ，两 种 组 分 约 占其 总量 的 ７０％ ～９０％。因此 高 含量 铝 、硅 的煤矸 石 和 粉煤 灰 是一 类有 用 的 陶瓷 原料 ［１－２］。
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图 １ １１５０℃烧 成 ３ｈ多孔 陶瓷 的 ＸＲＤ 图谱
Ｆｉｇ．１ ＸＲＤ ｐａｔｔｅｍ ｏｆｐｏｒｏｕｓ ｃｅｒａｍｉｃ ｓｉｎｔｅｒｅｄａｔ １１５０ ℃ ｆｏｒ３ｈ
图 ２为 不 同 木 屑 含 量 １１５０℃烧 成 试 样 的 显 气 孔 率 和 体 积 密 度 。 由图 ２可 以看 出 ．随着 木 屑 加 入 量 增 加 ，试 样 气 孔 率 逐 渐 增 加 ，体 积 密 度 不 断 减 小 。 当木 屑 添 加 量 为 １２％ 时 ，多孔 陶瓷 气 孔 率
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为 １５％ ＩＪ、『。试 样 内 合不致 密 ，并 导致 其强 度 比较低 。
ｌ１５０℃烧 成 ３ ｈ， 彩孔 陶瓷 ＾ 扎 率 Ｉ叮达 ４４．５２￣４ ， 体积 密度 为 沦１．４ ２ ｇ／ｃｍ 。
（２） 随着 烧 成 温， Ｉ－ Ａ： ｌ－ｆ ， ，ｉ『ＪＩ】，钠 长 勺熔 制性 用 著 增 强 ，试 样 孔 牢 随 烧 成 温 瞍 增 ＪＪ『］ 减
ＣＯｎｔｅｎｔ
结
采 』ｆＪ煤 矸 不ｌ】粉 煤 狄为 原 料 ，添 』Ｊ【］质 分 数 为 ５％ 的纯碱 为烧 成助 剂和 不 含 量 水 为造孔 剂 ，
／１ …濉艘 ＿卜煅烧 保 温 ３ ｈ制 备得到 Ｊ，多孔陶 瓷 。 （１）随 着 木Ｊ『『ｆｊ含量 增 加 ，其 气扎 率逐 渐 增
摘要 ：以淮南煤矸 石、粉煤灰为原料 ，纯碱为烧成助 剂 ，木屑作 为造孔剂 ，在 不同温度烧成 ３ ｈ，制备 了 多孔陶瓷材料 。通过 ＸＲＤ、ＳＥＭ等 对多孔陶瓷物相和微结构进 行表 征 ，采 用万能试验机测试多孔 陶瓷 的抗压 强度 ， 结果表 明：多孔 陶瓷的主要成 分为莫来石和钠 长石共存 。随造孔剂木屑含 量增大 ，多孔 陶瓷显气孔率 先增大后 减小。当木屑含量为 １２％ 时 ，多孔陶瓷气孔率最高为 ４４．５２％。煤矸石制备得到 多孔 陶瓷的孔隙分布均匀 ，并在 内部形成贯通的多孔结构 。随着烧成温度增加 ，多孔陶瓷 的抗压强度最 高可 达 ５５．１３ ＭＰａ。
可达 ４４．５２％ ，这 主 要 是 由于 木 屑 燃 烧 和 纯 碱 受 热 分解 产 生 气 体 逸 出后 在 坯 体 内部 留下 气 孔 ， 同 时 也 包 含 骨 料 之 间 堆 积 而 形 成 的孔 隙 【 。 当木 屑 加 入 量超 过 １２％ 时 ，其 气 孔 率 增加 平 缓 ，体 积 密 度 减 小 幅 度 变 小 ，说 明 随木 屑 含 量 增 加 ，原 料 颗 粒 堆 积 状 态 被 改 变 ，颗 粒 问孔 隙 变 大 ，高 温 烧 成 过
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矿 产 综 合 利 用
１．３ 性 能测 试 采 用 阿 基 米 德 排 水 法 测 定 烧 成 样 品 的显 气 孔
率 及 体 积 密 度 ：采 用 ＸＲＤ．６０００型 Ｘ 射 线 衍 射 仪 进 行 物 相 分 析 ：采 用 Ｓ ３０００Ｎ 型 扫 描 电镜 对 样 品 断 面 进 行 显 微 结 构分 析 ：通 过 ＷＤＷ－５０型 微机 控 制 万 能 试验 机 测试 烧 成试 样 的抗压 强 度 。
烧 成 温 度 关 系 。 由 图 ３可 以看 出 ，试 样 显 气 孔 率 随温 度 升 高 而 降低 ，这 是 因为 温 度 越 高 ，钠 长 石 的熔 剂 性 作 用 显 著 增 强 ，材 料 体 积 收缩 越 大 、阻 碍 气 孔 率 增 大 ，促 进 了 试 样 致 密 化 ［６］。 陶 瓷 试 样 的 抗 压 强 度 随 烧 成 温 度 升 高 而 增 大 。 当烧 成 温 度 为 １３５０℃ 时 ，抗压 强 度 可达 ５５．１３ ＭＰａ。
多， 体积 密 皮 逐 渐 减 小 。 当 木 屑 含量 为 １２％ 时 ，
［１］杨 留 栓 ，汪 潇 ，上 ｊ ；＝ｌｌｉ＝．利 川 煤 ” ¨ Ｉ＆“ ／ｌｉｌ’ ｔ合 成 ｌＩ＆ｌ 瓷 粉 体 的 研 究 Ｊ ，ｔ／：ｔ！腋 迎 ｝｝｛，２０ｌ１ ３０（６）：１ ３９２—１ ３９４
收稿 日期 ：２０１８－０１－０３ 基 金项 目：安徽 省科 技 攻关 项 目 （１６０４ａ０８０２１２２），安徽 省 高校 质量 工程 项 目 作 者简 介 ：谷玲 钰 （１９９４一），女 ，研 究方 向是煤矸 石 的 资源化 利 用 。 通 讯作 者 ：刘银 （１９７５一） ，男 ，教授 。
小 ，抗 压 强 度 逐 渐 增 人。 木
为 ｌ２％ ｔｌ，『－
ｌ３５０￣Ｃ烧 成 ３ ｈ，其抗 强艘 可达 ５５．Ｉ３ ＭＰａ
参 考 文 献 ：
图 ４ 不 同木 屑含 量的 多子Ｌ陶 瓷试样 断 面 ＳＥＭ 照 片
（ａ一５％ ，ｂ一１０％，ｃ—ｌ２％，ｄ一１５％ ） Ｆｉｇ．４ ＳＥＭ ｉｍａｇｅｓ ｏｆ ｐｏｒｏｕｓ ｃｅｒａｍｉｃｓ ｗｉｔｈ ｄｉｆｅｒｅｎｔ ｓａｗｄｕｓｔ
第 ５期 ２０１８年 ｌＯ月
矿产 综 合 利用
Ｍ ｕｌｔｉｐｕｒｐｏｓｅ Ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ｍ ｉｎｅｒａｌ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ
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利用煤矸石 制备多孔 陶瓷 的及 力学性 能研 究
谷 玲 钰 ，刘 振 英 ，刘 银
（安徽 理工大学 材料 科学与工程学院 ，安徽 淮 南 ２３２００１）
１ 试 验 原 料 和 方 法
１．１ 原料
采 用 淮 南 煤 矸 石 和 粉 煤 灰 为 主 要 原 料 ．纯碱
为 烧 成 助 剂 、锯 木 木 屑 为 造 孔 剂 。实 验 用 煤 矸 石
和 粉煤 灰 的主 要 化 学组 成 见表 １。
表 Ｉ原料 的化 学组成 ／％
Ｔａｂｌｅ １ Ｃｈｅｍ ｉｃａｌ ｃｏｍ ｐｏｓｉｔｉｏｎｓ ｏｆ ｒａｗ ｍ ａｔｅｒｉａｌｓ
∞ ＂ ∞ ∞ ∞ 加 日ｄＷ～ 想
＇ 儡 度 ／Ｃ
图 ３ 不同烧 成温 度 对多 孔陶瓷 气孔 率和 抗压 强 度的影 响
Ｆｉｇ．３ Ｅｆｅｃｔ ｏｆｄｉｆｅｒｅｎｔ ｓｉｎｔｅｒｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ ｏｎｔｈｅ ａｐｐａｒｅｎｔ ｐｏｒｏｓｉｔｙ ａ ｎ ｄ ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｏｆｐｏｒｏｕｓ ｃｅｒａｍｉｃｓ
木屑 增加 量
图 ２ 不 同木屑 含量 对 多孔陶 瓷体 积密度 和 气孔 率的 影响
Ｆｉｇ ．２ Ｅｆｅｃｔ ｏｆ ｓａｗｄｕｓｔ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｎ ｂｕｌｋ ｄｅｎｓｉｔｙ ａｎｄ ａｐｐａｒｅｎｔ ｐｏｒｏｓｉｔｙ ｏｆｐｏｒｏｕｓ ｃｅｒａｍｉｃｓ
２－３ 多孔陶 瓷 力学 性 能的 分析 图 ３为 １２％ 木 屑试 样 显气 孔 率 和 抗 压 强度 与
２．４ 多孔 陶瓷 显微 结构 分 析
图 ４为 不 同木 屑 含 量 １２５０℃ 烧 成 ３ ｈ试 样 的 ＳＥＭ 照 片 ， 由 图 ４看 出 ，当 木 屑 含 量 为 ５％ 时 ， 气 孔 尺 寸 在 ２０ ｇｍ 以 下 ，且 数 量 较 少 ：当 木 屑 含 量 为 １０％ 时 ，气 孔 数 量 增 多 ，孔 道 变 大 ，气 孔 分 布 不 均 匀 ，形 成 贯 通 气 孔 ，这 是 因 为 木 屑 加 入 量
增 多发 生 团聚 ，此 时产 生气 体变 多 ，孔径 相 应增 加 。 当 木 屑 含 量 为 １２％，气 孔 分 布 较 均 匀 ，形 成 了 以 堇 青 石 相 为 骨 架 的 空 间 网 络 状 结 构 。 当 木 屑 加 入
筇 ５ ｌｉ Ｊｊ ２０１８ １０ Ｊ
谷 玲 钰 等 ：利 用煤 矸 石 制 备 多孔 陶 瓷 的及 力 学性 能 研 究
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煤 矸石 ４８．５ ５４．１ ２１．８—２５．７ ４．２８～８．６３ ２．６￣３．４ １．７６－－－２．５１ １．３ １．６４ ０．３６－－－０．６２
粉 煤灰 ４９ ５￣５１ ５ ２５ ３￣２７ ２ ５１～７ ２ ２ ２－３ ２ １ ３－１ ７ １ ０￣１ ３ ０４８￣０ ７２
程 体 积 收 缩 阻碍 了异 常大 孔 出 现 ，因 此 气 孔 率 增
２ 结果 与讨论
２．１ 多孔 陶 瓷物 相 分析 图 １是 １１５０℃烧 成 ３ ｈ试 样 的 ＸＲＤ 图谱 ，由
图 １可 知 ，该 试 样 主 晶相 为 莫 来 石 ． 同时 还 含 有 钠 长 石 。在 陶 瓷坯 体 烧 成 过 程 中 ，煤 矸 石 与 粉 煤 灰 反 应 生 成 莫 来 石 晶相 ，随 着 温 度 升 高 ，纯碱 分 解 生 成 氧 化 钠 和 二 氧 化 碳 ，氧 化 钠 有 助 熔 作 用 ， 易 于 降低 陶 瓷 烧 成 温 度 ， 同时 与 煤 矸 石 和 粉 煤 灰 反 应 生 成 钠 长 石 。反 应 中 产 生 Ｃ０２逸 出 ，也 促 使 陶瓷 坯 体 形成 气 孔 。 ２．２ 多子Ｌ陶 瓷烧 成性 能 的分 析
１．２ 试验 过 程 清 洗 、 破 碎 后 的 煤 矸 石 、粉 煤 灰 分 别 按 质 量
分 数 ８０％ 和 ２０％ 称 取 ， 然 后 将 煤 矸 石 和 粉 煤 灰 装 入氧 化 铝 球 磨罐 ．在 行星 式 球磨 机 细磨 ５ ｈ。将 球 磨 后 原 料 添 加 ５％ 纯 碱 为 烧 成 助 剂 ，再 分 别 添 加 质 量 分 数 为 ３％、５％、 １０％、 １２％ 和 １５％ 的 木 屑 为 造 孔 剂 ，混 合 均 匀 ，最 后 造 粒 并 干 压 成 型 。 压 制 好 样 品放 置 高 温 炉 中 ，在 １１５０℃、 １２００℃、 １２５０￣Ｃ、１３００＂（２和 １３５０￣Ｃ烧 成 ３ ｈ，得 到 多孔 陶 瓷 。
关键 词 ：煤矸 石 ；造孔剂 ；多孔陶瓷 ；烧成温度 ；抗压强度 ｄｏｉ：１０．３９６９￣．ｉｓｓｎ．１０００－６５３２．２０１８．０５．０３０
中图分类号 ：ＴＤ９８９ 文献标志码 ：Ａ 文章编号 ：１０００．６５３２ （２０１８）０５．０１３５．０３
煤 矸 石 是 采 煤 和 选 煤 过程 中所 排 出 的工 业 固 体 废 弃 物 。煤 矸 石 长 期 露 天 大 量 堆 放 ，不 仅 占用 了大 量 土 地 ，而 且 煤 矸 石 淋 溶 水 会 污 染 周 围土 壤 和 地 下 水 ，严 重 影 响 环 境 。粉 煤 灰 是 火 力 发 电厂 排 出的一 种 工业 固体 废 弃物 ．属 于火 山灰质 材 料 。 研 究 数 据 表 明 ，煤 矸 石 和 粉 煤 灰 中 Ａ１２０３含 量 在 １５％ ～４５％，ＳｉＯ２含 量 在 ４０％ ～６５％ ，两 种 组 分 约 占其 总量 的 ７０％ ～９０％。因此 高 含量 铝 、硅 的煤矸 石 和 粉煤 灰 是一 类有 用 的 陶瓷 原料 ［１－２］。
ｉｔ）
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２ ｏ／（。）
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图 １ １１５０℃烧 成 ３ｈ多孔 陶瓷 的 ＸＲＤ 图谱
Ｆｉｇ．１ ＸＲＤ ｐａｔｔｅｍ ｏｆｐｏｒｏｕｓ ｃｅｒａｍｉｃ ｓｉｎｔｅｒｅｄａｔ １１５０ ℃ ｆｏｒ３ｈ
图 ２为 不 同 木 屑 含 量 １１５０℃烧 成 试 样 的 显 气 孔 率 和 体 积 密 度 。 由图 ２可 以看 出 ．随着 木 屑 加 入 量 增 加 ，试 样 气 孔 率 逐 渐 增 加 ，体 积 密 度 不 断 减 小 。 当木 屑 添 加 量 为 １２％ 时 ，多孔 陶瓷 气 孔 率
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为 １５％ ＩＪ、『。试 样 内 合不致 密 ，并 导致 其强 度 比较低 。
ｌ１５０℃烧 成 ３ ｈ， 彩孔 陶瓷 ＾ 扎 率 Ｉ叮达 ４４．５２￣４ ， 体积 密度 为 沦１．４ ２ ｇ／ｃｍ 。
（２） 随着 烧 成 温， Ｉ－ Ａ： ｌ－ｆ ， ，ｉ『ＪＩ】，钠 长 勺熔 制性 用 著 增 强 ，试 样 孔 牢 随 烧 成 温 瞍 增 ＪＪ『］ 减
ＣＯｎｔｅｎｔ
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采 』ｆＪ煤 矸 不ｌ】粉 煤 狄为 原 料 ，添 』Ｊ【］质 分 数 为 ５％ 的纯碱 为烧 成助 剂和 不 含 量 水 为造孔 剂 ，
／１ …濉艘 ＿卜煅烧 保 温 ３ ｈ制 备得到 Ｊ，多孔陶 瓷 。 （１）随 着 木Ｊ『『ｆｊ含量 增 加 ，其 气扎 率逐 渐 增
摘要 ：以淮南煤矸 石、粉煤灰为原料 ，纯碱为烧成助 剂 ，木屑作 为造孔剂 ，在 不同温度烧成 ３ ｈ，制备 了 多孔陶瓷材料 。通过 ＸＲＤ、ＳＥＭ等 对多孔陶瓷物相和微结构进 行表 征 ，采 用万能试验机测试多孔 陶瓷 的抗压 强度 ， 结果表 明：多孔 陶瓷的主要成 分为莫来石和钠 长石共存 。随造孔剂木屑含 量增大 ，多孔 陶瓷显气孔率 先增大后 减小。当木屑含量为 １２％ 时 ，多孔陶瓷气孔率最高为 ４４．５２％。煤矸石制备得到 多孔 陶瓷的孔隙分布均匀 ，并在 内部形成贯通的多孔结构 。随着烧成温度增加 ，多孔陶瓷 的抗压强度最 高可 达 ５５．１３ ＭＰａ。
可达 ４４．５２％ ，这 主 要 是 由于 木 屑 燃 烧 和 纯 碱 受 热 分解 产 生 气 体 逸 出后 在 坯 体 内部 留下 气 孔 ， 同 时 也 包 含 骨 料 之 间 堆 积 而 形 成 的孔 隙 【 。 当木 屑 加 入 量超 过 １２％ 时 ，其 气 孔 率 增加 平 缓 ，体 积 密 度 减 小 幅 度 变 小 ，说 明 随木 屑 含 量 增 加 ，原 料 颗 粒 堆 积 状 态 被 改 变 ，颗 粒 问孔 隙 变 大 ，高 温 烧 成 过
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矿 产 综 合 利 用
１．３ 性 能测 试 采 用 阿 基 米 德 排 水 法 测 定 烧 成 样 品 的显 气 孔
率 及 体 积 密 度 ：采 用 ＸＲＤ．６０００型 Ｘ 射 线 衍 射 仪 进 行 物 相 分 析 ：采 用 Ｓ ３０００Ｎ 型 扫 描 电镜 对 样 品 断 面 进 行 显 微 结 构分 析 ：通 过 ＷＤＷ－５０型 微机 控 制 万 能 试验 机 测试 烧 成试 样 的抗压 强 度 。
烧 成 温 度 关 系 。 由 图 ３可 以看 出 ，试 样 显 气 孔 率 随温 度 升 高 而 降低 ，这 是 因为 温 度 越 高 ，钠 长 石 的熔 剂 性 作 用 显 著 增 强 ，材 料 体 积 收缩 越 大 、阻 碍 气 孔 率 增 大 ，促 进 了 试 样 致 密 化 ［６］。 陶 瓷 试 样 的 抗 压 强 度 随 烧 成 温 度 升 高 而 增 大 。 当烧 成 温 度 为 １３５０℃ 时 ，抗压 强 度 可达 ５５．１３ ＭＰａ。
多， 体积 密 皮 逐 渐 减 小 。 当 木 屑 含量 为 １２％ 时 ，
［１］杨 留 栓 ，汪 潇 ，上 ｊ ；＝ｌｌｉ＝．利 川 煤 ” ¨ Ｉ＆“ ／ｌｉｌ’ ｔ合 成 ｌＩ＆ｌ 瓷 粉 体 的 研 究 Ｊ ，ｔ／：ｔ！腋 迎 ｝｝｛，２０ｌ１ ３０（６）：１ ３９２—１ ３９４
收稿 日期 ：２０１８－０１－０３ 基 金项 目：安徽 省科 技 攻关 项 目 （１６０４ａ０８０２１２２），安徽 省 高校 质量 工程 项 目 作 者简 介 ：谷玲 钰 （１９９４一），女 ，研 究方 向是煤矸 石 的 资源化 利 用 。 通 讯作 者 ：刘银 （１９７５一） ，男 ，教授 。
小 ，抗 压 强 度 逐 渐 增 人。 木
为 ｌ２％ ｔｌ，『－
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参 考 文 献 ：
图 ４ 不 同木 屑含 量的 多子Ｌ陶 瓷试样 断 面 ＳＥＭ 照 片
（ａ一５％ ，ｂ一１０％，ｃ—ｌ２％，ｄ一１５％ ） Ｆｉｇ．４ ＳＥＭ ｉｍａｇｅｓ ｏｆ ｐｏｒｏｕｓ ｃｅｒａｍｉｃｓ ｗｉｔｈ ｄｉｆｅｒｅｎｔ ｓａｗｄｕｓｔ
第 ５期 ２０１８年 ｌＯ月
矿产 综 合 利用
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利用煤矸石 制备多孔 陶瓷 的及 力学性 能研 究
谷 玲 钰 ，刘 振 英 ，刘 银
（安徽 理工大学 材料 科学与工程学院 ，安徽 淮 南 ２３２００１）
１ 试 验 原 料 和 方 法
１．１ 原料
采 用 淮 南 煤 矸 石 和 粉 煤 灰 为 主 要 原 料 ．纯碱
为 烧 成 助 剂 、锯 木 木 屑 为 造 孔 剂 。实 验 用 煤 矸 石
和 粉煤 灰 的主 要 化 学组 成 见表 １。
表 Ｉ原料 的化 学组成 ／％
Ｔａｂｌｅ １ Ｃｈｅｍ ｉｃａｌ ｃｏｍ ｐｏｓｉｔｉｏｎｓ ｏｆ ｒａｗ ｍ ａｔｅｒｉａｌｓ
∞ ＂ ∞ ∞ ∞ 加 日ｄＷ～ 想
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图 ３ 不同烧 成温 度 对多 孔陶瓷 气孔 率和 抗压 强 度的影 响
Ｆｉｇ．３ Ｅｆｅｃｔ ｏｆｄｉｆｅｒｅｎｔ ｓｉｎｔｅｒｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ ｏｎｔｈｅ ａｐｐａｒｅｎｔ ｐｏｒｏｓｉｔｙ ａ ｎ ｄ ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｏｆｐｏｒｏｕｓ ｃｅｒａｍｉｃｓ
木屑 增加 量
图 ２ 不 同木屑 含量 对 多孔陶 瓷体 积密度 和 气孔 率的 影响
Ｆｉｇ ．２ Ｅｆｅｃｔ ｏｆ ｓａｗｄｕｓｔ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｎ ｂｕｌｋ ｄｅｎｓｉｔｙ ａｎｄ ａｐｐａｒｅｎｔ ｐｏｒｏｓｉｔｙ ｏｆｐｏｒｏｕｓ ｃｅｒａｍｉｃｓ
２－３ 多孔陶 瓷 力学 性 能的 分析 图 ３为 １２％ 木 屑试 样 显气 孔 率 和 抗 压 强度 与
２．４ 多孔 陶瓷 显微 结构 分 析
图 ４为 不 同木 屑 含 量 １２５０℃ 烧 成 ３ ｈ试 样 的 ＳＥＭ 照 片 ， 由 图 ４看 出 ，当 木 屑 含 量 为 ５％ 时 ， 气 孔 尺 寸 在 ２０ ｇｍ 以 下 ，且 数 量 较 少 ：当 木 屑 含 量 为 １０％ 时 ，气 孔 数 量 增 多 ，孔 道 变 大 ，气 孔 分 布 不 均 匀 ，形 成 贯 通 气 孔 ，这 是 因 为 木 屑 加 入 量