编号：FTJS10594
篇名：氟化钇对粉煤灰基堇青石陶瓷合成及性能的影响
作者：顾雅洁 陈瑶姬 尹旭军 常星岚 孙科 孙盛睿 奚爽 许嘉雨 刘阳桥
关键词： 粉煤灰 堇青石陶瓷 氟化钇 压缩强度 抗热震性 比热容 热膨胀系数
机构： 浙江天地环保科技股份有限公司 中国科学院上海硅酸盐研究所
摘要： 本文以粉煤灰、滑石、氧化铝和氧化镁为原料,加入质量分数为0%、0.5%和1.0%的氟化钇,通过高温烧结制备了粉煤灰基堇青石陶瓷样品,研究了氟化钇掺量对样品的物相组成、显微结构及主要性能的影响。结果表明,氟化钇的引入可降低堇青石的生成温度,提高堇青石的物相转化率,显著改善材料的力学性能,同时对热学性能亦有一定积极影响。当氟化钇添加量为0.5%时,样品的综合性能最优。当烧结温度为1300℃时,XRD未见明显杂质峰,样品的体积密度为2.15 g/cm3,开孔孔隙率为7.49%,吸水率为3.49%,压缩强度为252.27 MPa,经5次热震试验后压缩强度仍然高至204.65 MPa,比热容为0.770~0.931 J/(g·℃)(25~150℃),热膨胀系数为2.54×10-6℃-1(100~800℃)。与不含添加剂的样品相比,添加0.5%氟化钇样品的体积密度增加了5.2%,开孔孔隙率降低了58.6%,吸水率降低了60.6%,而压缩强度增加了4.6倍,比热容增强而热膨胀系数降低。在粉煤灰基堇青石陶瓷的烧结过程中,氟化钇的引入可使其在较低的温度下形成液相,提高元素迁移率,促进晶粒发育完全且具有细化晶粒的明显效果。氟化钇作为一种有效的烧结助剂,微量的添加即可显著改善粉煤灰基堇青石陶瓷的综合性能。本工作拓宽了高效烧结助剂选择范围,可为高质量陶瓷材料的高温烧结提供一定参考。
