粉煤灰微晶玻璃制备工艺研究

2009年第6期中国陶瓷中国陶瓷│CHINACERAMICS│2009(45)第6期│17中国陶瓷│CHINACERAMICS│2009(45)第6期│17中国陶瓷2007年第1期第45卷第6期2009年6月Vol.45No.6June.2009中国陶瓷【摘要】：以粉煤灰为主要原料，采用烧结法制备出微晶玻璃。利用差示扫描量热仪(DSC)确定了核化温度和晶化温度。利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)研究微晶玻璃的物相组成和显微结构。通过研究晶化温度和晶化时间对微晶玻璃性能的影响，发现在828℃晶化2h、960℃晶化3h时，微晶玻璃的性能最好，其抗弯强度、显微硬度分别达到119MPa和597MPa。【关键词】：粉煤灰，微晶玻璃，显微结构，性能中图分类号:TQ174.75+6/TQ171.73+3文献标识码:A引言微晶玻璃是把加有晶核剂(或不加晶核剂)的特定组成的玻璃在可控条件下进行晶化热处理而制备出的一种微晶相和玻璃相均匀分布的复合材料，具有优良的力学、热学、电学和化学等性能，在国防、电子、化工、机械工程和建筑等领域得到了广泛应用。与天然石材装饰材料如大理石和花岗岩板相比，微晶玻璃建筑装饰材料具有强度高、硬度大、耐磨损、不吸水、防污抗冻和化学稳定性好等特点，广泛用作建筑物的内墙、地面、台面、柱石和外墙的装饰[1]。然而，传统的微晶玻璃制备工艺是采用化工原料，使得制品的成本较高。为了降低生产成本，提高市场竞争力，人们开展了利用赤泥、钢渣、煤矸石等固体工业废渣[2-4]制备微晶玻璃的研究，而作为排出量最大的固体废弃物之一，粉煤灰制备微晶玻璃也逐渐受到了人们的关注[5-8]。本文开展了以粉煤灰为主要原料，利用烧结法制备微晶玻璃的研究。1实验过程1.1实验原料与配方粉煤灰采自郑州某电厂，化学成分分析结果如表1所示，X射线衍射分析如图1所示。表1显示，该粉煤灰中SiO2、A12O3、Fe2O3的含量较高，而CaO的含量低。在这些成分中，除Fe2O3会对玻璃的颜色产生不良影响外，其它成分对玻璃的形成是必要的。当然，粉煤灰中的铁、钛杂质离子又可作为硅酸盐玻璃中的晶核剂。XRD分析显示（图1），粉煤灰主要由玻璃相组成，同时含有少量的石英和莫来石晶体。根据粉煤灰原料的化学成分，本实验选用CaO-A12O3-SiO2系统作为基础玻璃配方组成。但是，由于粉煤灰中A12O3的