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陶瓷表面能调控及其易洁性研究

陶瓷表面能调控及其易洁性研究

作者：李计元河北工业大学

学位级别：硕士

本工作从陶瓷材料表面能的调控入手,研究各化学组分对陶瓷表面能的影响规律,探讨表面能对陶瓷材料易洁性的影响。调整釉料的化学组分制备陶瓷试样。以水和乙二醇做测试液,利用Dataphysics OCA-30接触角测试系统测试陶瓷试样的接触角,并... 详细信息

本工作从陶瓷材料表面能的调控入手,研究各化学组分对陶瓷表面能的影响规律,探讨表面能对陶瓷材料易洁性的影响。调整釉料的化学组分制备陶瓷试样。以水和乙二醇做测试液,利用Dataphysics OCA-30接触角测试系统测试陶瓷试样的接触角,并根据OWRK模型计算陶瓷表面能及其组成。用扫描电镜(SEM)分析微观形貌对陶瓷材料易洁性的影响。结果表明:硅铝比对陶瓷表面能有较大的影响。随着硅铝比的增大,表面能先减小后增大。当硅铝比为6.0时,陶瓷表面能最小,达到54.9 mJ/m2,此时极性分量在表面能组成中所占的比例最小达到82.4%;当硅铝比为7.5时,陶瓷表面能最大,达到72.04mJ/m2;硅铝比大于10.0时,表面能有降低的趋势。氧化硅含量对陶瓷表面能也影响较大,含量在2.7～2.9mol时,陶瓷表面能较低,最低为60.25mJ/m2,极性分量的比例是97.8%;氧化硅含量在3.0～3.2mol时,表面能有最大值为79.57 mJ/m2,极性分量在表面能中所占比例最高为99.9%。助熔剂可使表面能降低,极性分量的比例减小,这是加入碱金属氧化物使Si—O—Si键断裂,网络结构破坏的结果;电气石对陶瓷表面能影响不大,但其极性分量却随着电气石的增多而减小,这是电气石高温分解产生B、Fe元素的影响结果。陶瓷表面能直接影响着陶瓷制品的易洁性能。陶瓷表面能越高,水中油滴的接触角就越大,油滴在陶瓷表面上的粘附功就越小,油滴就越容易从陶瓷制品表面去除,那么陶瓷制品的易洁性就越好。通过研究水在油/陶瓷界面上的自迁移规律,发现易洁性良好的陶瓷制品,表面能一般大于72.8mJ/m2,其极性分量大于58.0 mJ/m2,此时水在整个油/陶瓷界面产生自迁移,油/陶瓷界面消失,油滴失去粘附而浮起。

关键词：表面能调控易洁性陶瓷制品接触角 OWRK模型粘附功自迁移

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氧化铝陶瓷注射成型工艺研究

天津城建大学学报 2023年第2期29卷 116-120页

作者：周乐周彩楼李计元天津城建大学材料学院天津300384

注射成型工艺因能够一次性完成外观形态较复杂的陶瓷制品的制作而被广泛研究.本次实验使用熔点低、流动性好的石蜡作为黏结剂,通过注射成型实验分别研究了注射温度、注射压力、脱脂制度等工艺对试样性能的影响.结果表明,在注射温度为80... 详细信息

注射成型工艺因能够一次性完成外观形态较复杂的陶瓷制品的制作而被广泛研究.本次实验使用熔点低、流动性好的石蜡作为黏结剂,通过注射成型实验分别研究了注射温度、注射压力、脱脂制度等工艺对试样性能的影响.结果表明,在注射温度为80℃、注射压力为50 MPa时,试样外观平整光滑、致密性高、物理性能好.通过黏结剂组分失重温度区间制定脱脂工艺,对比匀速脱脂和分段脱脂后坯体微观形貌分析,发现分段脱脂成功率高,坯体结构均匀.

关键词：氧化铝注射成型工艺脱脂工艺

SiO2/海泡石复合材料表征及其对天然橡胶的增强

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非金属矿 2020年第1期43卷 49-51页

作者：李计元程怡晗天津城建大学材料科学与工程学院

海泡石是一种天然的纤维状含水镁硅酸盐黏土矿物,具有孔道结构和优良的吸附性能。以正硅酸乙酯为硅源,采用溶胶-凝胶法制备SiO2/海泡石复合材料,通过XRD、FTIR、TG和SEM/EDS等测试手段对复合材料的结构和形貌进行表征。结果表明,利用溶... 详细信息

海泡石是一种天然的纤维状含水镁硅酸盐黏土矿物,具有孔道结构和优良的吸附性能。以正硅酸乙酯为硅源,采用溶胶-凝胶法制备SiO2/海泡石复合材料,通过XRD、FTIR、TG和SEM/EDS等测试手段对复合材料的结构和形貌进行表征。结果表明,利用溶胶-凝胶法可以成功将SiO2固载于酸改性海泡石上,且不会改变海泡石的结构。酸改性海泡石和SiO2/海泡石对天然橡胶均有补强作用,相比天然橡胶,SiO2/海泡石加入可以将橡胶拉伸强度提高50.19%,表明SiO2和海泡石纤维具有良好的协同增效效果。

关键词：海泡石 SiO2/海泡石复合材料酸改性天然橡胶补强作用

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熔融石英陶瓷反射体反射率的研究

中国陶瓷工业 2022年第2期29卷 24-27页

作者：李计元周乐陈兴菲周彩楼天津城建大学材料科学与工程学院天津300384 天津市津瓷科技有限公司天津300350

陶瓷材料因具有良好的化学稳定性、耐高温性、尺寸稳定、反射率高等特性,作为泵浦腔材料具有良好的应用前景。实验以熔融石英为原料,研究了球磨240 min后粉料粒径的变化。用该粉料制备熔融石英陶瓷,研究粉料粒度、烧成温度对熔融石英陶... 详细信息

陶瓷材料因具有良好的化学稳定性、耐高温性、尺寸稳定、反射率高等特性,作为泵浦腔材料具有良好的应用前景。实验以熔融石英为原料,研究了球磨240 min后粉料粒径的变化。用该粉料制备熔融石英陶瓷,研究粉料粒度、烧成温度对熔融石英陶瓷反射率的影响。结果表明:球磨240 min粉体D_(50)由7.2μm下降至3.1μm,而熔融石英陶瓷的相对反射率提高,在1200℃下烧成时反射率最高,主要与其气孔率有关。XRD分析表明:1200℃烧成的熔融石英陶瓷仍保持非晶态;烧成温度达到1300℃时,熔融石英陶瓷中出现方石英相,且随着烧成温度升高,非晶态的熔融石英向方石英转变。

关键词：泵浦腔熔融石英粒度分布烧成温度相对反射率

海泡石对不同价态有机阳离子染料吸附机理探讨

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非金属矿 2003年第4期26卷 39-41页

作者：贾堤刘金泉张守彬魏冬青李计元天津城市建设学院材料工程系天津城市建设学院市政与环境工程系天津330384

确定了海泡石对一价阳离子染料亚甲基蓝、结晶紫和二价阳离子染料甲基绿的吸附机理、吸附模型。研究结果发现 ,当染料投加量低于海泡石的CEC时 ,染料几乎全部被吸附 ;而当投加量高于CEC时 ,染料吸附量逐渐增加至其饱和吸附量。对亚甲基... 详细信息

确定了海泡石对一价阳离子染料亚甲基蓝、结晶紫和二价阳离子染料甲基绿的吸附机理、吸附模型。研究结果发现 ,当染料投加量低于海泡石的CEC时 ,染料几乎全部被吸附 ;而当投加量高于CEC时 ,染料吸附量逐渐增加至其饱和吸附量。对亚甲基蓝和结晶紫的最大吸附量分别达到海泡石CEC的 4 1倍和 5 3倍 ,对二价阳离子甲基绿的最大吸附量约为海泡石CEC的 1 4倍。认为其差别主要是由于一价阳离子除吸附在海泡石表面负电位上之外 ,还可与中性位连接 ,形成带电缔合物。而二价阳离子在海泡石上的吸附 ,主要以离子交换为主。当染料浓度较高时 ,亚甲基蓝分子由于在溶液中聚合。

关键词：海泡石印染废水有机阳离子染料吸附机理亚甲基蓝结晶紫甲基绿带电缔合物吸附模型吸附量

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在数学教学中培养学生的发散思维能力

太原教育学院学报 2000年第2期18卷 64-66页

作者：李计元阳泉市交通职业中专学校山西阳泉045000

发散思维是创新思维的一个方面 ,加强发散思维能力的训练 ,是培养学生发散思维的重要环节 .通过变式教学 ,提高学生思维的流畅性 ;注意逆向思维的训练 ,提高学生思维的变通性 ;加强发散思维的评价。

关键词：数学教学变式教学逆向思维发散思维培养学生

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载TiO_2海泡石粉体的研制

硅酸盐通报 2004年第1期23卷 31-34页

作者：王长平王琪董浩张辉李计元天津城建学院材料工程系天津300384 天津市南开区房管局天津300191

以海泡石和钛酸丁酯为原料 ,利用海泡石的离子交换性和吸附性制成载TiO2 海泡石粉体。载入TiO2 的含量与钛酸丁酯浓度、载入次数等因素有关。结果表明 :试样载入的TiO2

关键词：海泡石 TiO2 粉体钛酸丁酯制备

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浅析利用高温物性测试仪研究釉的熔融性能

中国陶瓷工业 2017年第1期24卷 27-30页

作者：李计元天津城建大学材料科学与工程学院天津300384

釉是施于陶瓷坯体表面的玻璃质薄层,可以遮盖瓷胎表面的气孔,使陶瓷表面更加光洁,在釉面上进行彩饰时也能赋予陶瓷制品艺术美感。釉料的熔融温度范围测定对实际生产能起到良好的指导作用。本文利用高温物性测定仪研究了釉料的熔融过程,... 详细信息

釉是施于陶瓷坯体表面的玻璃质薄层,可以遮盖瓷胎表面的气孔,使陶瓷表面更加光洁,在釉面上进行彩饰时也能赋予陶瓷制品艺术美感。釉料的熔融温度范围测定对实际生产能起到良好的指导作用。本文利用高温物性测定仪研究了釉料的熔融过程,对其受热过程中试样轮廓的演变过程进行了描述,也对关键温度点进行了辨析,以期为其他测试者释疑。

关键词：高温物性测试仪釉熔融性能陶瓷

利用刚果红分光光度法研究CTAB在海泡石上的吸附性能

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陶瓷学报 2018年第4期39卷 459-462页

作者：李计元马玉书王长平天津城建大学材料科学与工程学院天津300384

印染废水色度高、毒性大、生物降解困难,负载十六烷基三甲基溴化铵(简称CTAB)的海泡石在印染废水的吸附和脱色方面应用前景广阔。本实验利用刚果红分光光度法研究海泡石对水相中CTAB的吸附行为,并探讨吸附机理。实验结果表明,酸活化海... 详细信息

印染废水色度高、毒性大、生物降解困难,负载十六烷基三甲基溴化铵(简称CTAB)的海泡石在印染废水的吸附和脱色方面应用前景广阔。本实验利用刚果红分光光度法研究海泡石对水相中CTAB的吸附行为,并探讨吸附机理。实验结果表明,酸活化海泡石对CTAB的吸附量大于原矿海泡石,30 min达到吸附平衡,最大吸附量达到25 mg/g。X射线衍射和红外分析表明:CTAB对海泡石具有良好的修饰作用,CTAB的大分子可以部分进入海泡石孔道,使其特征晶面(110)略有增大。

关键词：海泡石吸附 CTAB 刚果红分光光度法