摘要：近年來，隨著科技的不斷發(fā)展，陶瓷材料在我國社會(huì)各行業(yè)的發(fā)展中被廣泛使用，在一些頂尖的行業(yè)中，陶瓷材料也有著廣泛的應(yīng)用?？萍夹袠I(yè)對陶瓷材料的高標(biāo)準(zhǔn)要求，也在一定程度上促進(jìn)我國陶瓷行業(yè)的不斷發(fā)展。本文則是闡述有關(guān)無機(jī)鹽/ 石英基復(fù)合相變儲(chǔ)能材料、多孔陶瓷基體的相關(guān)制備，并得出強(qiáng)度以及孔徑分布的綜合性較好的多孔陶瓷的工藝以及優(yōu)化配方，為相關(guān)的多孔陶瓷基體的制備提供經(jīng)驗(yàn)。 

關(guān)鍵詞：無機(jī)鹽；石英；多孔陶瓷；制備

目前，在科技不斷發(fā)展的今天，能源供給的矛盾較為突出，熱能存儲(chǔ)技術(shù)的發(fā)展有利于緩解相關(guān)的矛盾，其在電力調(diào)峰、工業(yè)余熱回收、太陽能蓄熱等方面有著較為廣泛的使用，相變儲(chǔ)能材料具有儲(chǔ)能過程恒溫及儲(chǔ)能密度高的相關(guān)特點(diǎn)，能將無機(jī)鹽高溫下的固 - 液相變來釋放或吸收大量的熱量來進(jìn)行儲(chǔ)存的熱能。充分發(fā)揮無機(jī)鹽所具有的高儲(chǔ)能密度的特點(diǎn)，克服了陶瓷粉和無機(jī)鹽混合燒結(jié)，制備相變儲(chǔ)能材料的工藝在高溫下熔鹽易泄露及強(qiáng)度低，與相容性的流體直接接觸，進(jìn)行換熱程序，從而提高換熱效率，此種工藝在余熱回收、蓄熱器及蓄熱室中有著較為清晰的發(fā)展前景 [1]。

1 制備實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行

1.1 正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

在進(jìn)行多孔陶瓷基體的制備過程中，實(shí)驗(yàn)的骨料選擇了石英，因?yàn)樵诖蟛糠值牡幕w材料中、石英資源最為豐富。此外，石英的機(jī)械性能較好，熱導(dǎo)率較高、比熱容也較大，并且比其余無機(jī)鹽在高溫下的相容性更好，可以作為無機(jī)鹽 /陶瓷基復(fù)合儲(chǔ)能材料的理想材料。在實(shí)驗(yàn)高溫粘結(jié)劑的選擇方面，本實(shí)驗(yàn)選擇了鉀長石，在制備方法的選擇方面，文章也選擇了添加造孔劑的方法進(jìn)行石英多孔陶瓷的制備。在進(jìn)行相關(guān)正交試驗(yàn)的設(shè)計(jì)時(shí)，本文選擇長石含量、木炭粒度、燒成溫度、石英粒度、木炭含量為五種因素。每個(gè)因素都有三種不同的水平，實(shí)驗(yàn)的過程中還需考慮木炭粒度與石英粒度之間的交互作用，木炭含量與石英粒度也存在著交互作用。同樣，木炭的含量和木炭粒度也存在著交互作用，實(shí)驗(yàn)構(gòu)成中將以上的五個(gè)因素以及其相互之間的交互作用形成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)正交表，通過表格進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)的分析和比對。

1.2 實(shí)驗(yàn)過程

在實(shí)驗(yàn)的過程中，需要將木炭粉和石英粉進(jìn)行烘干，并根據(jù)之前所準(zhǔn)備的正交表上的相關(guān)要求，對木炭粉和石英粉進(jìn)行相關(guān)的過篩分級。長石粉經(jīng)過烘干、過篩，根據(jù)正交表上的向管理，取出適量的長石、石英及木炭，通過研磨、攪拌及過篩等相關(guān)程序，使原料得到充分的混合并保持材料能夠均勻的融合。此外，在原料中噴入一定濃度的硅溶膠溶液，進(jìn)行造粒流程，在造粒后，將造粒后的粉料在實(shí)驗(yàn)所用的粉末壓片機(jī)上進(jìn)行半壓成型的步驟。將粉末壓成一定大小的條形試樣，將所壓成的條形試樣放置于室溫之下，放置時(shí)間達(dá)12 小時(shí)。然后放置后放入電熱恒溫干燥箱中，并設(shè)定號相對的溫度即 70℃，并且烘干的時(shí)間設(shè)定為 24 個(gè)小時(shí)，在試樣完全干燥以后，將試樣再次放入實(shí)驗(yàn)所需要用到的箱式電阻爐之中，進(jìn)行升溫，將溫度升至在設(shè)計(jì)正交實(shí)驗(yàn)時(shí)所設(shè)計(jì)的燒成溫度，保持此溫度 1 小時(shí)。

1.3 性能測試

實(shí)驗(yàn)在是對于試樣進(jìn)行抗壓強(qiáng)度及抗折強(qiáng)度的測試過程中，其采用的 10 倍是微機(jī)電子萬能試驗(yàn)機(jī)。使用排水法進(jìn)行試樣的體積密度以及顯氣孔率的相關(guān)檢測；對條形試樣的物相進(jìn)行相關(guān)的測試過程中，采用德國進(jìn)口的 X 射線衍射儀；對試樣的孔口形貌以及斷口形貌的相關(guān)測驗(yàn)。本文實(shí)驗(yàn)中采用的是日本進(jìn)口的場發(fā)射掃描電鏡；對條形試樣進(jìn)行平均孔徑及孔徑分布采用的是美國麥克公司生產(chǎn)的壓泵儀 [2]。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果評價(jià)

根據(jù)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，木炭鑿孔劑的含量是影響石英多孔陶瓷整體的顯氣孔率的主要原因，長石粘結(jié)劑的含量成為抗折強(qiáng)度的最主要原因，影響抗折強(qiáng)度的因素包括造孔劑粒度以及骨料粒度。在造孔劑含量、骨料粒度以及造孔劑粒度這三個(gè)因素中，因素之間的交互作用對石英多孔陶瓷的抗折強(qiáng)度以及顯氣孔率的影響通過實(shí)驗(yàn)的過程實(shí)現(xiàn)，可以忽略不計(jì)。在實(shí)驗(yàn)中使用造孔劑法進(jìn)行多孔陶瓷的制備使石英多孔陶瓷的制備工藝得到進(jìn)一步優(yōu)化，在此種制備方法下，材料的顯氣孔率、抗折強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度、平均孔徑及孔徑的具體分布狀況都較之前的多孔陶瓷有很大提高，也為多孔陶瓷的相關(guān)制備提供一定的新思路及新方法，為相關(guān)陶瓷材料的制備提供借鑒，促進(jìn)陶瓷材料技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展 [3]。

3 結(jié)束語

陶瓷材料隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，在更多領(lǐng)域得到了運(yùn)用，多孔陶瓷的優(yōu)勢性也促進(jìn)其的廣泛應(yīng)用。工業(yè)上的相關(guān)高要求在一定程度上促進(jìn)了陶瓷技術(shù)的不斷發(fā)展。為保證陶瓷產(chǎn)業(yè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，陶瓷技術(shù)相關(guān)的研究人員應(yīng)該將重心放到陶瓷技術(shù)的不斷改進(jìn)中，促進(jìn)陶瓷的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1] 劉濤 , 李月明 , 王竹梅 , 等 . 無機(jī)鹽 / 石英基復(fù)合相變儲(chǔ)能材料多孔陶瓷基體的制備 [J]. 硅酸鹽通報(bào) ,2013,32(12):2476-2480+2489.
[2] 李月明 , 劉濤 , 王竹梅 , 等 . 無機(jī)鹽 / 石英基復(fù)合儲(chǔ)能材料的回收利用 [J]. 陶瓷學(xué)報(bào) ,2015,36(01):44-47

作者簡介：羅旋（1983-），女，江西萍鄉(xiāng)人，研究生，講師，研究方向：硅酸鹽材料工程。
 劉杰（1982-），男，江西都昌人，研究生，講師，研究方向： 硅酸鹽材料工程。