摘要
搪玻璃是一种无机涂层，具有耐磨损、抗氧化以及耐腐蚀等优异性能，广泛应用于制药、化工等行业。传统搪玻璃设备的制备工艺需经两次喷涂搪烧，能耗较大。为减少能量消耗，现简化流程，将两次搪烧工艺合并为一次搪烧工艺。首先，设计并研制出兼具底釉密着性和面釉耐腐蚀性的一次搪玻璃釉粉，然后，向搪玻璃釉粉中引入氧化铈和膨润土，研究其对釉浆的悬浮稳定性、搪玻璃力学性能和耐腐蚀性能的影响。主要研究内容如下： （1）一次搪玻璃釉粉的设计及性能研究。根据各种搪玻璃助剂的性能特点，设计计算一次搪玻璃釉粉的成分及含量，并制备出搪玻璃试样。烧成前后的搪玻璃试样的XRD和红外谱图均为非晶相的SiO2馒头峰以及Si-O-Si不对称弯曲振动和[BO4]、[BO3]的B-O-B伸缩振动的官能团，瓷釉为硼硅酸盐网络。 （2）氧化铈含量对釉浆悬浮稳定性和搪玻璃性能的影响。氧化铈使得Zeta电位的绝对值逐渐增大，沉降速率减慢。在实验选取的试样中，含量为3.0wt.%时，孔隙率达到最低值10.4%，抗弯强度、断裂韧性的力值差和位移差达到峰值，分别为369MPa、0.25kN、0.22mm。氧化铈的添加有利于提高搪玻璃的耐碱腐蚀性能，但搪玻璃的耐酸腐蚀性能有所降低。 （3）膨润土含量对釉浆悬浮稳定性和搪玻璃性能的影响。膨润土使得Zeta电位的绝对值先增大后降低，沉降速率减慢。在实验选取的试样中，含量为1.0wt.%时，孔隙率达到最低值12.9%，抗弯强度、断裂韧性的力值差和位移差达到峰值，分别为403MPa、0.19kN、0.13mm。搪玻璃的耐腐蚀性能随着膨润土的添加呈现提高趋势，在含量为0.5wt.%时，表现出优异的耐酸性，相比于未添加膨润土的搪玻璃试样，腐蚀失重和腐蚀速率分别降低了63.7%、61.7%；在含量为2.0wt.%时，表现出优异的耐碱性，相比于未添加膨润土的搪玻璃试样，腐蚀失重和腐蚀速率分别降低了18.6%、19.5%。 （4）对比叠加氧化铈和膨润土对搪玻璃性能的影响。在上述实验结果的基础上，通过对比搪玻璃釉浆发现，氧化铈的添加对Zeta电位的绝对值影响更大，有利于悬浮液的分散性，而膨润土则有利于减缓沉降速率。通过对比叠加搪玻璃理化性能发现，氧化铈含量为3.0wt.%的搪玻璃抗弯强度更好，膨润土含量为1.0wt.%的搪玻璃断裂韧性更好，同时含有1.0wt.%的氧化铈和2.0wt.%的膨润土的搪玻璃具有良好耐碱性。 研究成果对于延长搪玻璃设备使用寿命和降低生产能耗具有重要意义。
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