论文部分内容阅读
本论文研究制备了堇青石高效红外辐射复相陶瓷材料。 利用累托石、滑石和工业氧化铝制成堇青石生料和熟料,用Fe2O3、MnO2、CuO、CO2O3、Ni2O3为原料制得尖晶石型铁氧体生料和熟料,然后分别用堇青石生料和铁氧体生料、堇青石熟料和铁氧体熟料混合,在合理的工艺制度下,制备出性能良好的高效红外辐射复相陶瓷材料。 采用X-射线衍射分析(XRD)对材料的物相进行了研究;利用扫描电子显微分析(SEM)、电子探针X-射线显微分析(EPMA)对材料的形貌、显微结构和元素的面分布进行了研究:利用X光电子能谱(XPS)研究了材料中铁、锰、钴、铜等元素的价态变化;利用红外辐射测量仪测定了铁氧体和复相陶瓷的红外辐射率;还测定了复相陶瓷材料的热膨胀系数及抗热震性能。主要结果如下: ①用累托石、滑石和工业氧化铝合成了热膨胀系数(25~1000℃)为2.65×10-6/℃的层状堆垛的结晶良好的堇青石。 ②以Fe2O3、MnO2、CuO、Co2O3、Ni2O3为原料制得了具有很高红外辐射率的尖晶石型铁氧体,其全波段辐射率最高为0.87,8~14μm光谱辐射率最高达0.93。多组份铁氧体和单一组份铁氧体的红外辐射率基本相同。 ③用铁氧体和堇青石的全生料或全熟料复合以后,复相陶瓷体的全波段红外辐射率和光谱辐射率均得到了一定程度的提高。全波段辐射率提高了2~6%,光谱辐射率最高提高了1~7%。铁氧体是产生高效红外辐射的主要原因。 ④全生料配方中,当铁氧体生料占5(wt)%时,所合成的复相陶瓷体即可产生很高的红外辐射率。 ⑤铁氧体在复相陶瓷体中比例的提高,并没有相应提高复相陶瓷体的红外辐射率。 ⑥复相陶瓷体的热膨胀系数很低,抗热震性能优良,能满足工业应用的要求。 ⑦全生料配方制得的复相陶瓷体中,堇青石的结晶更完整,热性能更优良;同时,全生料的配方工艺简单,能降低生产成本,有利于提高生产效率,为最佳配方。