煤矸石基莫来石-刚玉复相陶瓷的制备及其物理性能

摘要

针对高岭土和铝土矿资源日趋紧张状况，以固体废弃物煤矸石和工业氧化铝为原料，采用二步煅烧法制备莫来石-刚玉复相陶瓷，确定了煤矸石基莫来石-刚玉复相陶瓷的最佳煅烧工艺，并探究了煤矸石用量对复相陶瓷显微结构及物理性能的影响。结果表明:制备复相陶瓷的最佳一步煅烧温度为1 000℃，二步煅烧温度为1 650℃，试样主要依靠煅烧过程中莫来石相的合成及高温液相的形成而达到烧结致密化;煤矸石用量减少，试样中莫来石含量减小，刚玉含量提高，试样体积密度和热膨胀率增大，但原位反应生成的莫来石和刚玉晶体形成良好嵌合结构，使热膨胀率增幅较小;当煤矸石用量为46%时，试样中各物相可形成最紧密的堆积和强的晶间结合，使试样常温耐压强度最大，但抗热震性变差;煤矸石用量为43%的试样物理性能综合最优。

关键词

煤矸石 / 莫来石-刚玉复相陶瓷 / 二步煅烧 / 原位反应 / 显微结构 / 物理性能