导　　师： 张志杰

授予学位： 硕士

作　　者： (）;

机构地区： 华南理工大学

摘　　要： 近年来,陶瓷产量逐年提高,废弃陶瓷也日益增多。经过高温烧成的陶瓷化学性质稳定,废弃之后在自然界很难降解,其大量堆积会造成一定的环保问题。白云瓷是一种在土壤中可降解的节能环保陶瓷,但白云瓷存在降解速度慢、抗弯强度较低等劣势,已经不能满足人们对产品的要求了。因此,有必要提高白云瓷的力学和降解性能,扩大其使用范围,从而进一步减少废弃陶瓷对环境的污染。本文首先通过引入磷酸三钙来调控白云瓷中玻璃相的化学组成和显微结构,采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、拉曼光谱、傅里叶红外光谱(FT-IR)和P魔角旋转核磁共振光谱(MAS-NMR)等方法对样品的结构及性能进行表征。结果发现掺P后白云瓷的玻璃相含量明显增加,且玻璃相中形成了Si(Al)—O—P—O—Ca(Mg)的结构,这种变化使得白云瓷粘结更紧密,力学性能增大。当在白云瓷中掺入10 wt%的磷酸三钙时,样品的抗弯强度从24.99 MPa提高到38.73 MPa。而在酸性条件下,玻璃相中的P—O键键容易水解,使得白云瓷降解性大幅提升。其中,磷酸三钙掺量为15 wt%样品的降解性能比传统白云瓷提高了近一倍。其次,根据传统白云瓷的化学、晶相组成制备强化白云瓷,通过改变石英含量、添加剂种类和温度来调控强化白云瓷的晶相组成。研究表明,当石英含量从31 wt%减小到0时,石英含量为0和5 wt%的强化白云瓷力学性能较好,分别为30.34 MPa和30.68MPa。在此基础上,引入添加剂(改性高岭土、磷酸三钙、烧成添加剂和它们三者混合添加剂),发现掺入添加剂后各样品的力学和降解性能明显提高,其中石英含量为5 wt%强化白云瓷以及外掺添加剂样品的综合性能最好。此外,由于该强化白云瓷在980℃时(传统白云瓷的烧成温度)钙长石和莫来石的晶型转化未完全,因此将强化白云瓷的烧成温度提高到1040℃,使晶型充分转化�

关 键 词： 白云瓷 磷 玻璃相 力学性能 降解性能

领　　域： []