超轻多孔硅酸盐陶粒的设计与开发文献综述

 2022-11-29 16:36:02

文献综述

1 引言

多孔陶粒是一种内部含有较多孔隙的材料,这些孔隙主要在高温成形与烧结过程中产生。根据孔隙率、孔隙大小及分布、比表面积。渗透能力等因素,多孔陶粒可分为许多不同种类。多孔陶粒一般具有比表面积大、比重小、化学稳定性好、渗透性和吸声性优良等特点,在过滤、隔音、隔热、传感等领域应用广泛[1]

本课题以地质聚合物为主要原料制备超轻多孔硅酸盐陶粒。地质聚合物是一种以硅铝质材料为原料,采用化学激发剂制备而成的无机聚合铝硅酸盐材料。在化学激发剂的作用下,玻璃体结构解聚生成硅氧四面体和铝氧四面体,然后发生缩聚反应,生成以共价键和离子键为主的网络结构胶凝材料[2-4]。地质聚合物具有耐热耐高温、早期强度高、吸收及固定重金属离子等优良性能[5]

2 多孔陶粒的制备方法

在制备多孔陶粒的过程中,气孔的形成是最关键的一步,气孔的形态、大小、分布等因素也影响着多孔陶粒的性能。多孔陶粒的制备技术分为发泡法、颗粒堆积法、挤压成型法等传统方法和冷冻干燥法、自蔓延高温合成法、凝胶注膜法等新方法。由于用地质聚合物为原料制备多孔陶粒的方法还在探索中,所以以传统方法为主进行讨论。

2.1 发泡法

发泡法是在原料中加入发泡剂,通过化学反应产生气体挥发从而得到多孔结构。这种方法适合制备闭孔陶瓷,具有气孔率高、强度好等特点。但是在添加发泡剂时,其剂量难以有确定的标准,对原料也有一定的要求。

Binner[6]等采用Decon75这种表面活性剂经过机械搅拌产生泡沫,与陶瓷浆料混合后加入琼脂稳定泡沫,得到了相对密度大于15%的开孔羟基磷灰石陶瓷泡沫。Altinkok[7]等将原料从泥浆改良为悬浊液,利用水沸腾时产生的气泡造孔,获得了最大孔隙率为95%的多孔陶瓷。

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