沈阳建筑大学毕业论文
色泡沫状陶瓷,有少许裂纹。
3.2分析
3.2.1制品的性能
陶瓷制品或多或少含有大小不同、形状不一的气孔。浸渍时能被液体填充的气孔或和大气相通的气孔称为开口气孔；浸渍时不能被液体填充的气孔或不和大气相通的气孔称为闭口气孔。陶瓷体中所有开口气孔的体积与其总体积之比值称为显气孔率或开口气孔率；陶瓷体中所有闭口气孔的体积与其总体积之比值称为闭口气孔率；陶瓷体中所有开口气孔和闭口气孔的体积与其总体积之比值称为真气孔率，即总气孔率。
实验中，烧结体气孔率检测主要是利用煮沸法。具体过程如下： 1. 在试样中挑选大小，形状合格的样品。
2. 将样品放入烘箱进行多次烘干，直至前后2次样品质量相差不大于0.1%，并记录测量质量m。
3. 将选好的样品放入添加适量水的烧杯中，然后将其煮沸，再继续加热2小时。 4. 之后，停止加热，让其在室温条件下冷却，直至液体温度达到室温。
5. 取出试样，用滤纸吸取试样凸出表面多余的水分，测量样品质量，并纪录m1。 6. 用固体石蜡融化浸泡样品，使石蜡完全封住样品所有的孔洞，再利用排水法测量样品的总体积V，样品研磨成粉末，测定其真体积V3。 设水的密度为1g/cm3，则： 样品带有闭孔口的体积表示为：
V1=m1-m 3—1
开口孔体积V2表示为：
V2=V-V1 3—2
密度表示为：
ρ=m/V 3—3
表观密度表示为：
ρO=m/V2 3—4
气孔率表示为：
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P=（V-V3）/V ?100% 3—5
闭气孔率表示为：
P1=V1/V 3—6
开气孔率表示为：
P2=P-P1 3—7
保温30min后，对1、2、3、4组所做实验的结果如表3-1
表3-1泡沫陶瓷制品显气孔率、吸水率和体积密度等性能随造孔剂含量的变化关系
贝壳粉参量（%） 5 10 15 20
吸水率（%） 24.98 29.92 31.16 32.28 体积密度（g/ml） 1.14 1.16 1.06 1.01 开气孔率（%） 29.62 33.78 34.79 35.64 表3-1为泡沫陶瓷制品显气孔率、吸水率和体积密度等性能随造孔剂含量的变化关系。从表中可以看出，在骨料和造孔剂颗粒尺寸一定的条件下，随造孔剂含量的增加，吸水率和气孔率随之增大（如图1、图2 所示），而体积密度则随之下降（如图3所示）。
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图1 贝壳粉掺量对泡沫陶瓷制品吸水率的影响
图2 贝壳粉掺量对泡沫陶瓷制品显气孔率的影响
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图3 贝壳粉掺量对泡沫陶瓷制品体积密度的影响
3.2.2 造孔剂含量对泡沫陶瓷性能的影响
造孔剂的选择不仅要保证造孔剂在高温下被完全烧尽或完全分解为气相，还要考虑所形成的孔径尺寸与石英骨料堆积形成的孔径成梯度分布，本实验选用贝壳粉
表3—1为贝壳粉作造孔剂，在1650℃条件下保温30min的样品性能随造孔剂含量的变化关系。从表3—1中可以看出，在骨料和造孔剂颗粒尺寸一定的条件下，随造孔剂含量的增加，气孔率随之增大，而体积密度则随之下降。这是因为在泡沫陶瓷坯体的成形过程中，随着造孔剂含量的增大，在烧结后的坯体中留下的空隙和空洞的总体积也随之增加，颗粒间的堆积自然不够紧密，所以气孔率明显增大，而体积密度则必然减少。
上述测试表明，增加造孔剂的含量可提高泡沫陶瓷的气孔率，但样品的体积密度有逐渐降低的趋势。在本实验中，当造孔剂含量超过10％时，泡沫陶瓷制品开裂现象比较 明显，很难得到外表美观的泡沫陶瓷。因此配料中造孔剂的加入量不宜过高。
3.2.4 CMC含量对泥料性能的影响
本实验泡沫陶瓷制品的坯料配方中含有一定数量的CMC，CMC的存在一方面赋予
坯体在低温下具有一定的强度，另一方面，作为一种陶瓷结合剂材料，高温熔融或与其
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它原料共熔形成一定量的玻璃相而赋予制品更高的机械强度。在挤出成型工艺泥料制备过程中，CMC又是一种很好的塑化剂，可以有效地提高泥料的可塑性，便于成型。因此，在不影响制品性能的前提下，坯料配方中尽量引入CMC。当然引入CMC，坯体在干燥时，由于水分的排除会产生较大收缩，容易引起坯体变形开裂。为了降低挤出成型坯体在干燥和烧成时的收缩，在保证挤出成型时所要求塑性的前提下，CMC的加入量应尽量减少。
3.2.4保温时间对样品性能的影响
表3—(a)、(b)是贝壳粉含量为20%，固相体积分数为40%的陶瓷浆料经固化烧结。在1650℃的烧结温度下，同的保温时间制得的样品性能。
从表3—(a)、(b)中可以看出，随着保温时间的延长样品的孔隙率先升后降，而样品的体积密度却有相反的变化趋势，显然最佳烧成时间为30min。随着保温时间的延长。液相量增多，气孔逐渐排出和减少。足够长的保温时间下粘度大的熔融液相会填充因淀粉挥发而形成的微孔，从而导致孔隙率下降，但幅度不大。所以要得到性能优良的多孔陶瓷，保温时间要适宜，不能太长。
表3—2 保温时间对孔隙率的影响
保温时间(min) 孔隙率(%) 20 33 30 35 40 32 50 31
表3—3保温时间对体积密度的影响 保温时间(min) 体积密度(g/cm3) 20 1.08 30 1.01 40 1.07 50 1.09 3.2.5烧结温度对样品性能的影响
表3—4、表3-5是贝壳粉含量为20% ，固相体积分数为40%的陶瓷浆料经固化烧结，在不同烧结温度下制得的样品的性能。从中可以看出随着烧成温度的升高，样品的孔隙率降低，体积密度增大。当烧结温度12000℃时，样品的烧结程度低，体积密度很
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