作者：顾雅洁1陈瑶姬1尹旭军1常星岚1孙科1孙盛睿2奚爽1许嘉雨1刘阳桥2

作者单位：1. 浙江天地环保科技股份有限公司2. 中国科学院上海硅酸盐研究所

刊名：硅酸盐通报

ISSN：1001-1625

出版年：2024-04-15

卷：43

期：4

起页：1515-1523

止页：

分类号：TQ174.1

语种：中文

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;

内容简介

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1 300℃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。