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多孔莫来石吸声材料的合成工艺研究

康庆庆  
【摘要】:本文以廉价的煤矸石为主要原料,高铝矾土为调配成分、粘土为结合剂、MgO和CaCO3为烧结助剂,添加复合造孔剂经挤压成型的方法制备出主晶相为莫来石的高气孔率莫来石吸声材料。 在不同的烧成温度和保温时间进行烧结以确定烧成制度。通过TG-DTA、阿基米德法、XRD和SEM等检测手段对试样的显气孔率、体积密度、力学性能及微观组成进行研究,得出最佳的烧结温度为1300℃,最佳的保温时间为120min。添加锯末、淀粉和石墨造孔剂制备多孔莫来石,研究添加不同的造孔剂对煤矸石合成多孔莫来石性能的影响,结果表明:随着造孔剂数量的增加,试样的显气孔率增加,但是体积密度和抗折强度相应减小。通过原位烧结反应和纤维补强的方式分别对多孔莫来石材料结构强化。结果表明:原位烧结反应试样比基准试样的强度提高3倍多,纤维补强的方式也能明显提高多孔莫来石的结构强度。 把淀粉既做粘结剂又做造孔剂,利用淀粉固结成型的原理对可塑成型工艺进行改进制备多孔莫来石吸声材料。淀粉最佳添加量为5%,制备出容重为0.87g.cm-3,显气孔率为64.2%,抗压强度为3MPa的多孔莫来石吸声材料。采用驻波管法测试材料的垂直吸声系数。结果表明:随着材料厚度的增加,材料的低频吸声性能会增加但是高频吸声系数变化不大。但随着气孔率的增加,有利于材料的高频吸声性能的提高。添加不同含量的莫来石纤维制备多孔莫来石吸声材料,研究表明加入适量莫来石纤维有利于材料的力学性能的提高,也能增加材料的吸声系数。当莫来石纤维用量为6%时强度达到最高,为5.2MPa。当纤维用量为4%时材料的吸声性能最佳,平均系数为0.48。


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