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本技术介绍了一种以透辉石为主晶相的泡沫陶瓷的制备方法，以粉砂质页岩、钢渣、菱镁矿、碳化硅为原料，经湿法球磨混合、粉末造粒、压力成型后进行烧制而制得。此外，还介绍了利用上述制备方法制得的产品。本技术采用低成本矿物和固体废弃物为主要原料，大大降低了泡沫陶瓷的生产成本，并增加了对固体废弃物的资源利用。本技术通过调整配方设计和优化烧成温度，促进了泡沫陶瓷中生成大量透辉石晶相，从而有效提高了泡沫陶瓷强度等性能，为其工业化应用奠定了良好的基础。
技术要求
1.一种以透辉石为主晶相的泡沫陶瓷的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)以经破碎、研磨的粉砂质页岩、钢渣、菱镁矿，以及碳化硅为原料，过筛后，按照重量份数粉砂质
页岩80～97份、钢渣3～12份、菱镁矿1～7份、碳化硅0.1～0.6份进行配料并混合均匀，然后进行湿法球磨，得到的浆料经干燥、过筛后进行粉末造粒；
(2)所述粉末造粒后的物料经压力成型、干燥后，按照以下过程进行烧制：以2～10℃/min的速率从室温升至1000℃，之后以1～5℃/min的速率升至1130～1170℃，在此温度下保温10～60min，随炉降温、自
然冷却，即制得到以透辉石为主晶相的泡沫陶瓷。
2.根据权利要求1所述的以透辉石为主晶相的泡沫陶瓷的制备方法，其特征在于：所述碳化硅的粒度为100～1000目。
3.根据权利要求1所述的以透辉石为主晶相的泡沫陶瓷的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中湿法球磨的时间为30～60min，浆料在100～120℃温度下干燥12～24h。
4.根据权利要求1所述的以透辉石为主晶相的建筑泡沫陶瓷的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)在2～8MPa压力下压制成型后，在80～100℃温度下干燥30～60min。
5.利用权利要求1-4之一所述以透辉石为主晶相的泡沫陶瓷的制备方法制得的产品。
6.根据权利要求5所述的以透辉石为主晶相的泡沫陶瓷的制备方法制得的产品，其特征在于：所述陶瓷产品其透辉石晶相、石英晶相、方石英晶相的含量分别为10～16％、4～8.2％、3～5.5％。
7.根据权利要求5或6所述的以透辉石为主晶相的泡沫陶瓷的制备方法制得的产品，其特征在于：所述陶瓷产品的抗折强度为10.28～20.82MPa、体积密度为0.95～1.32g/cm3、总气孔率为49.4～63.15％、闭口气孔率为23.05～51.27％。
技术说明书
一种以透辉石为主晶相的泡沫陶瓷的制备方法及其制得的产品
技术领域
本技术涉及陶瓷材料技术领域，尤其涉及一种泡沫陶瓷的制备方法及其制得的产品。
背景技术
泡沫陶瓷是继蜂窝陶瓷后的第三代多孔陶瓷，与其他陶瓷材料相比，具有轻质、隔热、耐火、气孔率高、热导率低等特点，具有良好的应用前景。泡沫陶瓷可以用于金属熔体过滤、高温气体净化、催化剂载体、隔热材料、轻质结构材料等领域。
目前大部分建筑用泡沫陶瓷以固体废弃物、低附加值矿物等为主要原料。而现有技术制备泡沫陶瓷存在的主要问题是：由于泡沫陶瓷的结构特点而导致其强度较低。为解决这一问题，现有技术一般是从以下两个方面进行：一是，提高泡沫陶瓷结构的均匀性；二是，通过生成晶体以增强泡沫陶瓷的骨架结构。
就晶体而言，现有技术建筑用泡沫陶瓷中的晶体主要是钙长石、石英等。相对于钙长石，透辉石晶体强度较高，具有更好的力学性能。但目前以透辉石为主晶相的多孔陶瓷的报道较少，其材料的制备方法相对较复杂、成本相对较高，而且主要是用做医学领域。此外，虽然透辉石晶体具有较高的强度，但仍然需要提高透辉石晶相的含量，才有助于有效提高陶瓷产品的强度。如果能够在降低泡沫陶瓷生产成本的同时，引入透辉石晶相并提高其含量，将有助于泡沫陶瓷在建筑领域的应用，对于其工业化生产也具有重要作用。
技术内容
本技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种利用低成本原料制备以透辉石为主晶相的泡沫陶瓷
的制备方法，在降低泡沫陶瓷生产成本的同时，以透辉石为主晶相、并提高透辉石晶相的含量，从而有效提高泡沫陶瓷强度，为其工业化应用奠定良好的基础。本技术的另一目的在于提供利用上述制备方法制得的产品。
本技术的目的通过以下技术方案予以实现：
本技术提供的一种以透辉石为主晶相的泡沫陶瓷的制备方法，包括以下步骤：
(1)以经破碎、研磨的粉砂质页岩、钢渣、菱镁矿，以及碳化硅为原料，过筛后，按照重量份数粉砂质页岩80～97份、钢渣3～12份、菱镁矿1～7份、碳化硅0.1～0.6份进行配料并混合均匀，然后进行湿法球磨，得到的浆料经干燥、过筛后进行粉末造粒；
(2)所述粉末造粒后的物料经压力成型、干燥后，按照以下过程进行烧制：以2～10℃/min的速率从室温升至1000℃，之后以1～5℃/min的速率升至1130～1170℃，在此温度下保温10～60min，随炉降温、自然冷却，即制得到以透辉石为主晶相的泡沫陶瓷。
进一步地，本技术所述碳化硅的粒度为100～1000目。所述步骤(1)中湿法球磨的时间为30～60min，浆料在100～120℃温度下干燥12～24h。所述步骤(2)在2～8MPa压力下压制成型后，在80～100℃温度下干燥30～60min。
本技术的另一目的通过以下技术方案予以实现：
本技术利用上述以透辉石为主晶相的泡沫陶瓷的制备方法制得的产品，其透辉石晶相、石英晶相、方石英晶相的含量分别为10～16％、4～8.2％、3～5.5％；其抗折强度为10.28～20.82MPa、体积密度为0.95～1.32g/cm3、总气孔率为49.4～63.15％、闭口气孔率为23.05～51.27％。
本技术具有以下有益效果：
(1)本技术采用低成本矿物和固体废弃物为主要原料，大大降低了泡沫陶瓷生产成本，为其工业化应用奠定了良好的基础。同时，增加了对固体废弃物的资源利用，提高了低附加值矿物的附加值，对环境治理和资源循环利用具有重要作用。
(2)本技术通过引入菱镁矿，并调整配方设计和优化烧成温度，增加了体系中的镁含量，促进了泡沫陶瓷中生成大量透辉石晶相，有效提高了泡沫陶瓷的机械强度和其他性能指标，从而有利于提高建筑用泡沫陶瓷的强度、以及隔音隔热保温等效果。
附图说明
下面将结合实施例和附图对本技术作进一步的详细描述：
图1是本技术实施例制得的泡沫陶瓷的CT扫描图((a)和(b)为气孔体积分布图；(c)和(d)为气孔孔壁厚度分布图；(e)和(f)分别为气孔体积和孔壁厚度分布三维图；(g)和(h)分别为气孔体积和孔壁厚度统计图)；
图2是本技术实施例制得的泡沫陶瓷的XRD图谱；
图3是本技术实施例制得的泡沫陶瓷的SEM图。
具体实施方式
实施例一：
本实施例一种以透辉石为主晶相的泡沫陶瓷的制备方法，其步骤如下：
(1)以经破碎、研磨的粉砂质页岩、钢渣、菱镁矿，以及粒度为100～1000目的碳化硅为原料，过80目筛后，按照重量份数粉砂质页岩97份、钢渣3份、菱镁矿1份、碳化硅0.2份进行配料并混合均匀，然后湿法球磨30min，得到的浆料放入100℃烘箱中干燥24h，过筛后进行粉末造粒；
(2)将上述粉末造粒后的物料放入模具中，在6MPa压力下压制成型后，放入100℃恒温烘箱中干燥60min，然后放入箱式电阻炉中烧制，电炉的热处理过程为：以5℃/min的速率从室温升至1000℃，之
后以3℃/min 的速率升至1130℃，在此温度下保温30min，随炉降温、自然冷却，即制得到以透辉石为主晶相的泡沫陶瓷。
实施例二：
本实施例一种以透辉石为主晶相的泡沫陶瓷的制备方法，其步骤如下：
(1)以经破碎、研磨的粉砂质页岩、钢渣、菱镁矿，以及粒度为100～1000目的碳化硅为原料，过80目筛后，按照重量份数粉砂质页岩90份、钢渣10份、菱镁矿1份、碳化硅0.3份进行配料并混合均匀，然后湿法球磨40min，得到的浆料放入100℃烘箱中干燥24h，过筛后进行粉末造粒；
(2)将上述粉末造粒后的物料放入模具中，在7MPa压力下压制成型后，放入95℃恒温烘箱中干燥50min，然后放入箱式电阻炉中烧制，电炉的热处理过程为：以5℃/min的速率从室温升至1000℃，之后以3℃/min 的速率升至1140℃，在此温度下保温30min，随炉降温、自然冷却，即制得到以透辉石为主晶相的泡沫陶瓷。
实施例三：
本实施例一种以透辉石为主晶相的泡沫陶瓷的制备方法，其步骤如下：
(1)以经破碎、研磨的粉砂质页岩、钢渣、菱镁矿，以及粒度为100～1000目的碳化硅为原料，过80目筛后，按照重量份数粉砂质页岩92份、钢渣8份、菱镁矿4份、碳化硅0.3份进行配料并混合均匀，然后湿法球磨30min，得到的浆料放入100℃烘箱中干燥24h，过筛后进行粉末造粒；
(2)将上述粉末造粒后的物料放入模具中，在6MPa压力下压制成型后，放入100℃恒温烘箱中干燥60min，然后放入箱式电阻炉中烧制，电炉的热处理过程为：以5℃/min的速率从室温升至1000℃，之后以3℃/min 的速率升至1150℃，在此温度下保温30min，随炉降温、自然冷却，即制得到以透辉石为主晶相的泡沫陶瓷。
实施例四：
本实施例一种以透辉石为主晶相的泡沫陶瓷的制备方法，其步骤如下：
(1)以经破碎、研磨的粉砂质页岩、钢渣、菱镁矿，以及粒度为100～1000目的碳化硅为原料，过80目筛后，按照重量份数粉砂质页岩94份、钢渣6份、菱镁矿7份、碳化硅0.2份进行配料并混合均匀，然后湿法球磨30min，得到的浆料放入100℃烘箱中干燥24h，过筛后进行粉末造粒；
(2)将上述粉末造粒后的物料放入模具中，在6MPa压力下压制成型后，放入100℃恒温烘箱中干燥60min，然后放入箱式电阻炉中烧制，电炉的热处理过程为：以5℃/min的速率从室温升至1000℃，之
后以3℃/min 的速率升至1150℃，在此温度下保温30min，随炉降温、自然冷却，即制得到以透辉石为主晶相的泡沫陶瓷。
实施例五：
本实施例一种以透辉石为主晶相的泡沫陶瓷的制备方法，其步骤如下：
(1)以经破碎、研磨的粉砂质页岩、钢渣、菱镁矿，以及粒度为100～1000目的碳化硅为原料，过80目筛后，按照重量份数粉砂质页岩88份、钢渣12份、菱镁矿3份、碳化硅0.5份进行配料并混合均匀，然后湿法球磨30min，得到的浆料放入110℃烘箱中干燥20h，过筛后进行粉末造粒；
(2)将上述粉末造粒后的物料放入模具中，在6MPa压力下压制成型后，放入100℃恒温烘箱中干燥60min，然后放入箱式电阻炉中烧制，电炉的热处理过程为：以5℃/min的速率从室温升至1000℃，之后以3℃/min 的速率升至1160℃，在此温度下保温30min，随炉降温、自然冷却，即制得到以透辉石为主晶相的泡沫陶瓷。
实施例六：
本实施例一种以透辉石为主晶相的泡沫陶瓷的制备方法，其步骤如下：
(1)以经破碎、研磨的粉砂质页岩、钢渣、菱镁矿，以及粒度为100～1000目的碳化硅为原料，过80目筛后，按照重量份数粉砂质页岩90份、钢渣10份、菱镁矿5份、碳化硅0.4份进行配料并混合均匀，然后湿法球磨30min，得到的浆料放入100℃烘箱中干燥24h，过筛后进行粉末造粒；

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