色料对堇青石蜂窝陶瓷性能的影响
作者 : 未知

  摘 要:红外线燃气灶具具有加热均匀、热效率高、燃烧充分、烟气量少、热效率高达 68.5%等诸多优点,成为节能灶具的代表性产品。蜂窝陶瓷板是红外线节能灶具的一个关键部件,其表观性能和理化性能对灶具的外观设计和家庭室内装饰的协调性都有一定的影响。本论文以堇青石蜂窝陶瓷为基本材料,选择铬绿、锆铁红、镨黄、钴黑四种色料为添加物,探究了加入色料的种类及含量对蜂窝陶瓷板的性能影响。通过对制备瓷片的收缩率、吸水率、抗折强度等的测试及XRD和SEM分析,结合外观情况,结果表明,一定量色料的添加并不会影响到堇青石质蜂窝陶瓷的主要性能,彩色蜂窝陶瓷的收缩率、吸水率、抗折强度及抗热震性能均在合格标准范围内。
  关健词:堇青石; 色料; 掺杂
  1 前言
  目前,蜂窝陶瓷广泛应用于汽车尾气净化器、臭氧抑制催化剂载体、冶金工业的热交换和金属液的过滤、化学工业的化学反应载体及催化剂、红外辐射燃烧、粉末冶金的承烧板、采矿业的有毒气体和液体的净化处理、轻工业的喷涂以及建材工业的消声材料和窑炉的隔热材料[1-4]。随着德国人Schwank发明的多孔陶瓷板燃气红外辐射器的问世,很多特殊的耐火材料制造的红外线辐射板也相继出现。蜂窝陶瓷板作为燃气红外加热器的核心部件,它以热辐射的方式加热物体,由于辐射加热具有很多独特的性能,且一般陶瓷材料的热辐射率都比较高,所以这种蜂窝陶瓷板红外加热器与传统的燃烧器相比,具有加热效率更高、产品加工性能更好和极低的CO、NOx产生率等优点,因此蜂窝陶瓷板辐射器使用十分广泛。
  红外线节能灶具就是采用了多孔红外辐射板产生的红外线加热原理。这种红外线辐射板可以辐射出一定波长的红外线,能够加快物体的受热过程;燃烧板工作时火焰短,附着于燃烧板表面以下2 ~ 3 mm的火孔内,基本上看不见火焰,所以也被称为无焰燃烧方式。由于加热过程中能量损失很小,从而大幅度提高了灶具的热效率。我国多孔陶瓷板燃气燃烧技术应用于燃气具行业已经有20多年的历史了,许多学者做了大量的研究工作将这项技术造福于广大民众[5-9]。红外线灶具与普通的大气式燃气炉相比有以下几个明显的优点:
  (1)燃烧更完全,热量传递效率更高、热量吸收效率更高,跟传统大气式燃烧方式相比能够节约燃气20%以上;
  (2)无焰燃烧,长期使用也不会熏黑炊具,是完全干净的加热烹调方式;
  (3)能够有效抑制对人体危害极大的碳、氮氧化物的生产,消除对人体健康危害的隐患;
  (4)由于多孔蜂窝陶瓷结构具有极好的防风性能,不容易熄火,使用更加安全。
  目前这种红外蜂窝陶瓷燃烧板的颜色过于单一。本研究以堇青石蜂窝陶瓷为基本材料,选择各种色料体系,在原料中加入不同的色料,进行彩色陶瓷基体的制备研究,制备多种颜色的红外多孔蜂窝陶瓷燃烧板,为丰富红外线灶具的品种和系列产品提供参考。
  2 实验部分
  堇青石质蜂窝陶瓷以堇青石晶体为主晶相,因此制备堇青石蜂窝陶瓷的原材料主要是能形成堇青石的无机耐热材料,包含SiO2及Al2O3的粘土类原料、含Mg的原料、氧化铝、硅石等原料。堇青石废料主要是生产过程中产生的废品及边角料,用研磨机研磨成粉。
  本实验采用堇青石、粘土、碳粉、纤维素以及各种色料为主要原料,原料的各种配比见表1。
  各原料的生产厂家及纯度如下表2所示。
  首先选取需要的原料,并按配方比例称量。倒入混合机干混合1 h后,加入适量水和甘油,再混合30 min,最后加入适量油酸,混合10 min。混练均匀后,将泥料密封陈腐24 h。本实验采用塑压成型方式,进行压制成型。坯体成型后采用微波干燥法,干燥时间为14 min,直至含水率

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