高效隔热保温陶瓷材料的研究

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我国建筑物能耗约为总能耗的27.5%,为了节约能源和保护环境,对建筑材料的隔热保温性能要求愈来愈高。一些发达国家已采取在大城市上空实施晚间飞机远红外摄影等手段来对建筑物保温性能进行监控,可见其对建筑物保温节能的重视。因此,开发既有墙地砖装饰优点,又有保温材料性能的新型墙体材料,对于建筑物节能具有重要意义。   本论文研究制备发泡陶瓷墙面砖的方法,通过改进配方和工艺来实现适当的气孔率、气孔形状和强度,提高隔热保温性能,为建筑节能提供一种用于隔热保温的多孔陶瓷砖。   作者在建筑抛光砖配料中,添加少量的FP添加剂和氧化镁,经干压成形后于1220℃烧成制备了闭气孔为主的隔热保温陶瓷,样品的导热系数低、强度高。通过应用XRD、电子显微镜等测试手段对发泡陶瓷的孔径分布、显微结构、物相组成等进行了表征,探讨了原料配方、烧成制度对制品的主要性能,如:导热系数、吸水率、密度和强度的影响。结果表明,通过适当选取制造工艺制造的发泡陶瓷的气孔率为66.72%(闭孔气孔率为66.39%,开孔气孔率为0.33%),体积密度为0.7987g/cm3,吸水率为0.41%,抗压强度为10.89MPa,导热系数为0.1W/(m·K),主晶相为石英和莫来石。实验还发现发泡陶瓷孔径和气孔率随着烧成温度升高而增大,气孔率越高,导热系数越小,抗压强度减小。   本文还研究了添加碳酸钠和碳酸钾对发泡陶瓷性能的改变情况影响,发现试样的吸水率、显气孔率随碳酸钠或碳酸钾的添加量增大而增大,抗压强度则减小。碳酸钠和碳酸钾促进了玻璃相的形成,玻璃相含量的增加及其黏度的减小促进了气孔的增大,降低了材料的抗压强度。   根据多孔陶瓷材料气孔形成的过程,可分为气体的产生、玻璃相的形成与气孔的逐渐长大、气孔的固化三个阶段,分析了气孔形成各个阶段发生的物理化学变化对气孔形状和气孔率的影响,从而对隔热保温陶瓷烧成制度的制定提出指导性意见。   根据稳定法测量材料的导热系数原理,将一水浴装置适当改装成为用于测量隔热保温陶瓷导热系数的仪器。
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