高钙粉煤灰制备低导热高强度陶瓷材料及其表征

从泰国Mae Moh发电厂收集的高钙粉煤灰（HCFA）被用作陶瓷生产的原料。X射线荧光表征下HCFA主要成分为28.55wt% SiO₂、16.06wt% Al₂O₃、23.40wt% CaO和17.03wt% Fe₂O₃。由于钙质和铁质含量比例较高，使用HCFA替代钾长石，用量为10wt%–40wt%。研究了替代高钙粉煤灰（0–40wt%）和烧结温度（1000–1200°C）对陶瓷基材料的物理、机械和热性能的影响。结果表明，加入适量的HCFA可以提高陶瓷样品的致密化程度和强度，降低陶瓷样品的导热系数。粉煤灰中高比例的钙质和铁质成分促进了陶瓷样品的玻璃化行为。研究结果说明，在最佳粉煤灰含量和烧结温度下，液相的形成促进了致密化。此外，这些组分还促进了更丰富的莫来石形成，从而提高了陶瓷样品的弯曲强度。在1150–1200°C烧结温度下，添加10wt%–30wt%的粉煤灰，可获得最佳陶瓷性能。在 1200°C、 吸水率几乎为零（0.03%）时，添加粉煤灰10wt%–30wt%（PSW-FA(10)–(30)）的FA陶瓷样品的最大弯曲强度在92.25–94.71 MPa范围内。就隔热材料而言，粉煤灰添加量的增加对热导率有积极的影响，这是因为陶瓷FA样品内部无机分解反应产生的气体产生了更高的孔隙度。在1150°C烧结的陶瓷样品中添加20wt%–40wt%的高钙粉煤灰可将热导率降低14.78%–49.25%，同时保持可接受的弯曲强度值（~45.67–87.62 MPa）。基于其表现出良好的机械和热性能，利用这种高钙粉煤灰作为粘土成分的替代原料制造瓷砖是可行的。