介绍由天然存在的硅铝酸盐形成的无机聚合物已被Davidovits称为地质聚合物[1]。通常以反应性玻璃或细地形形成的各种Si和Al来源加入到浓碱溶液中，以溶解和随后的聚合进行。使用的典型前体是粉煤灰，地面高炉炉渣，通过加热高岭石制成的偏刺岩，在〜750℃下进行6-24小时，或Si和Al的其他来源。碱溶液通常是氢氧化物（例如NaOH，KOH）或硅酸盐的混合物（Na2SiO.3.，K2SiO.3.）。溶液从前体溶解Si和Al离子以形成缩合反应[2]。哦-相邻分子的离子冷凝以在金属原子之间形成氧键并释放水分子。在低热（20-90℃）的施加下，材料聚合以形成含有间质性水的刚性聚合物。聚合物由对半晶两种或三维硅硅酸盐网络组成的非晶态，取决于Si至Al比[1]。 他们的物理行为与波特兰水泥的物理行为类似，它们被认为是对压缩强度的抗压强度，抗火，热和酸度的可能改善，以及作为封装危险或低/中级放射性的介质浪费[3-6]。虽然他们已被用于若干应用中，但由于缺乏长期耐久性研究，详细的科学了解和原材料的可重复性，它们的广泛使用受到限制。欧洲杯足球竞彩但是，如果它们被用作耐火涂层和低温（1000°C）耐火材料，那么缺乏长期耐久性研究不会是一种障碍。使用地缘聚合物对于这些应用，在文献中提到了[7]。 我们先前使用过1200℃的Na-alkali制造的加热地缘聚合物，并研究了它们的相形成和微观结构[8]。在本工作中，我们将简要地调查了一种基于Metakaolinite前体添加剂的难治性比在之前研究的那些更难以难以。讨论了相形成和微观结构。 实验制备了〜30g批次的地质聚合物，由29.1重量％的偏刺岩，4.9wt％Ca（OH）组成2（德国Merck，德国），11.0％wt％Koh（Sigma Aldrich，Australia），44.7％wt％Kasil 1552（PQ Corporation，澳大利亚，WT％的组成：K2o - 21;SiO.2- 32;H2O - 47）和10.3wt％添加的脱矿质水。Metakaolinite是通过在750的750加热高岭石（Kingwhite 80，Unimin，澳大利亚）生产的°C空气中的15小时。X射线衍射（XRD）迹线显示以D-间距〜0.36nm为中心的宽弥漫峰，指示非晶材料和少量石英。原始粘土含有〜1wt％TiO2但XRD没有看到含Ti相的存在。将干混粉末加入该溶液中并用手混合以确保形成平滑的粘性液体。将其浇铸在密封的聚碳酸酯容器中并在振动表上振动5分钟以除去气泡。在环境中持有2小时后，它们在80时固化24小时°C。在环境中5d之后，将它们从模具中除去，并在进一步的2V之后进行测试。为研究加热对水和其他物种的微观结构和丧失的影响，将固化的浆料加热为500,800,1000,1200,1300和1400°C电炉中的3小时，加热和冷却速度为5°C / min。 通过在真空下疏散并引入水以使孔浸渍来确定每个地质聚合物的密度和孔隙率。饱和时间和水中的浸渍时间持续到少于15分钟以抑制水（主要是碱，未发表的工作）的反应。 使用COK，通过X射线衍射（XRD：D500，Siemens，Karlsruhe，德国）分析所有样品。α.压碎部分的辐射。所选样品横截面，安装在环氧树脂中并抛光至0.25μ.M金刚石完成并通过扫描电子显微镜（SEM：型号6400，JEOL，Tokyo，Japan）在15 kV下进行检查并配有X射线微内分析系统（EDS：Model：Voyager IV，Tracor Northern，Middleton，Wi，Wi，Wi）。 结果和讨论密度和孔隙率的值随表1中的样品的XRD分析列出。随着热处理温度的增加，所有地缘聚合物的开放孔隙率增加，然后降低。最可能的解释是，孔隙度的增加是由于水500时去除水和破碎硅烷醇键°C，导致毛孔的开口。孔隙度从800-1400减少°C由于液相辅助可能归因于烧结。设想在800处存在液相存在是非常可行的°c对于由k组成的系统2O-Cao-al2O.3.-SIO.2，当K的最低共晶温度2O-Cao-SiO2单独是710.°C [10]。 表格1。加热地质聚合物的孔隙度和XRD分析
|
20. |
29.5 |
am（m），q，ca8.SI.5.O.18. |
500. |
58.5 |
am（m），q，ca8.SI.5.O.18. |
800 |
50.4 |
am（m），q，ca8.SI.5.O.18. |
1000 |
37.8 |
K（m），q，g，ca8.SI.5.O.18.，l（追踪） |
1200. |
37.7 |
l（m），k |
1250. |
- |
扭曲的k（m），l |
1300 |
30.5 |
扭曲的K（m），l（痕迹） |
1350. |
- |
扭曲的K. |
1400. |
27.6 |
扭曲的K. |
关键：m =主要;am =无定形;q =石英;g = gehlenite（2cao.al2O.3..sio.2）;k = kalsilite（k2o.al.2O.3..2SIO.2）;l = yucite（k2o.al.2O.3..4sio2）。 加热到800℃的所有地缘聚合物的XRD迹线显示了以无定形相的D〜0.32nm特征为中心的宽漫射驼峰（表1）。痕量的石英和钙硅酸钙阶段，CA8.SI.5.O.18.也在场。在1000°C时，Kalsilite是主要阶段。除了上述结晶相之外，还观察到Gehlenite。加热至1000℃的地质聚合物的SEM图像显示（图1）硅酸钙相，Ca至Si比为8：5，另一个接近Gehlenite组合物。基质的EDS分析表明该组合物接近Kalsilite的组合物。 
图1。加热至1000℃的地质聚合物的SEM图像显示硅酸钙相，具有Ca至Si比为8：5，另一个接近Gehlenite组合物。 在12000.c主要相是益酸，在1250℃下降（表1）。在1250°C且Kalsilite上方是主要相，在1350-1400℃下检测到益苏。1400°C加热样品的SEM图像（未示出）证实了这一点，但另外它显示出含铝硅酸铝的痕量硅酸钙，其中Ca：Al：Si比率是2：1：2。Kalsilite阶段的D-间距1250以上°C已经转移表明可能掺入另一个阳离子，例如Ca（也通过EDS证实）。通过固态核磁共振的Metakaolinite / K-alkali系统已经显示了类似的结果[7]。Kalsilite的熔点〜1750°c [11]和益苏的效率为1686°C [11]，所以两者都是非常难治的。虽然液体形式在〜750°C，两种耐火阶段的存在应该足以使地质聚合物在1000时足够耐火°C在此温度下连续使用。在1000时加热地缘聚合物°C 5小时没有显示任何衰退，这是耐火性的经验迹象。 地质聚合物的高孔隙率应使其适用于热绝缘体。1000°C的孔分布在1000°C的二次SEM图像中显示（图2）。通过将高氧化铝水泥混合用醇液（煅烧的Fireclay）来制备耐火鳞片。当需要水时加入并浇铸到所需的形状。地质聚合物也可以与变红相似使用。在该工作中产生的地质聚合物在固化后没有膨胀或收缩，这也是一个优势。 
图2。1000°C的孔分布在1000°的二级SEM图像中示出 在没有任何聚集体的情况下制造的缘聚合物对〜80MPa的抗压强度具有足够高的〜1000℃（在50％孔隙率下的〜15MPa的〜15MPa的硅酸铝热绝缘体相比足够高。热绝缘体用于在结构上支撑耐火材料或在这种结构中的砂浆。因此，高温高强度不是它们使用的先决条件。 结论地缘聚合物加热至1400°C没有表现出任何重大融化。两个耐火阶段Kalsilite和Leucite的存在应使其在1000°处具有足够的耐火材料C连续使用。地质聚合物的高孔隙率应使其适用于热绝缘体。 致谢作者感谢Joel Davis为未发表的SEM工作和LOU VIANCE进行宝贵的建议。 参考1。Davidovits，“地质聚合物 - 无机聚合物新材料”，热敏。欧洲杯足球竞彩分析，37 [8]（1991）1633-56。 2。P. G. McCormick和J.T. Gourley，“无机聚合物 - 新千年的新材料，材料澳大利亚，23（2000）16-18。欧洲杯足球竞彩 3.J. Davidovits，“地质聚合物：人造岩石地质合成，由此产生的发展非常早期的高强度水泥，”信息教育，16 [12]（1994）91-139。欧洲杯足球竞彩 4。J. Davidovits，“Geopolymery Mystems，术语，”Geopolymere'99，Geopolymer International会议，1999年6月30日，PP，1999年6月30日，圣昆汀，法国。由J. Davidovits，R. Davidovits和C. James，Institute Geopolymere，法国圣Quentin，（1999）编辑。 5。A.Allahverdi和F.Skvara，“硝酸攻击粘贴的地缘酱，”陶瓷 - 硅基芯片，45 [3]（2001）81-8。 6。D. S. Perera, E. R. Vance, Z. Aly, K. S. Finnie, J. V. Hanna, C. L. Nicholson, R. L. Trautman and M. W. A. Stewart, “Characterisation of Geopolymers for the Immobilisation of Intermediate Level Waste,” Proceedings of ICEM’03, September 21-25, 2003, Oxford, England, Laser Options Inc., Tucson, USA, (2004), CD, paper no. 4589. 7。V.F.F.Barbosa和K.J.D.Mackenzie，“钾唾液酸钾的合成和热行为”，材料字母，57（2003）1477-82。欧洲杯足球竞彩 8。D. S perera，E. R.Vance，D. J. Cassidy，M. G. Blackford，J. V. Hanna，R.L.Trautman和C. L. Nicholson，“热量对使用粉煤灰和Metakaolnite制造的地缘聚合物的影响”陶瓷。跨。那165（2004）87-94。 9。澳大利亚标准为1774.5-2001，“确定密度，孔隙和吸水率”，标准澳大利亚标准（2001）。 10。“陶瓷师的相图”，由E.M.Levin，C. R. Robbins和H. F.Mc Murdee，p编辑。156，美国陶瓷学会，威尼斯威尼奥，美国，（1964年）。 11.同上。第157页。 12.F.歌手和S. S. Singer，“工业陶瓷，”酒吧。查普曼和霍尔，伦敦，英国，1963年，第1284-90页。 联系方式 |