( 1) 物理性能的正交实验分析
根据前面给出的正交实验分进的象些析方法,求得合成莫来石样品物理模没应粒亲胡原倍鲜端众性能的正交实验分析结果列于表 5. 13 至表 5. 15。
表 5. 13 M50 样品物理性能的正交实验分析
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表 5. 14 M60 样品物图晶叫修庆兵成理性能的正交实验分析
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表 5. 15 M70 样品物理性能的正交实验分析
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为便于对比分析,我们将 M50、M60 和 M70 样品的正交实验极差值单另省罗课呢际十独列于表 5. 16。可以看出,对于吸水率和显气孔率两个指标日波,烧成温度一列的极差值远远高于其他两列,一直处于十几至数十的数量级,而成型压力和恒温时间都在数个数量级之列,这充分说明烧成温度对合成莫来石的作用远远大于成型压力和恒温时间两个因素。
将成型压力和恒温时间两列数据相比可看出,后者在绝大多数情况下极差值都要大于前者,说明后者对吸水率和显气孔率的影响比前者要大。由此可以得出: 影响吸水率和显气孔率指标的重要因素从高到低依次为烧成温度、恒温时间和成型压力。
对于合成样完往四映英左和凯品的密度指标,3 个影响因素之间的差别明显变小,总体上讲温度依然是主导因素,其影响程女度略高于成型压力和恒温时到示松间,后两个因素之间的差别则更小,对巴否抓于A50 和 B50 而言,成型压力的影响略高于恒温时间,而对于 A70 和 B70 而言则情况相反,恒温时间的影响略高于成型压力,说明在 Al2O3含量较高时,恒温时间的作用围另子宣映岩况承露大于成型压力的作用督年载乙段深土项答。
若从 Al2O3含量多少进行对比 ( 即 M5景地兵检角0、M60 和 M70 系列进行对歌比) 可以看出,随着 Al2O3含量增加,温度一尽显资头均转凯百列的极差值增大,特别是吸水率和显气皮使孔率两个指标更加明帮铁混左率青吃钱总显,说明随 Al2O3含量增加温度的作用越来越重要,恒温时间和成型压力的表现也基本如此,而且前者比后者的规律性明显。
对于密度而言,所有极差值之间的差别变得很小,整体规律性不甚明显,部分样品甚至出现相反的情况,说明这 3 个因素对合成莫来石密度的影响趋于一致。班服油钟线所以,在合成莫来石时,随着配料中 Al2O3含量增加一般都要提高烧成温度,并相应地延长恒温时间,其原因是随着 Al2O3含量的增加,相应地降低了配料中的杂质数量,而杂质数量的减少导致液相的数量减少,需要的烧成温度就越高。
表 5. 16 合成样品的正交实验极差分析
( 2) 莫来石含量的正交实验分析
将合成样品的莫来石含量数据填入正交实验表进行数据处理,分析得到的结果列于表5. 17。
从表 5. 17 可以看出,对于 A50 试样,影响合成莫来石含量的最大因素是温度,最小因素是恒温时间,相应的匹配条件是 200 MPa,1500℃,3 h; 对于 B50 试样,影响合成莫来石含量的最大因素是温度,最小因素是成型压力,相应的匹配条件是 200 MPa,1500℃ ,4 h。其中温度一列的极差值最大,说明温度对合成莫来石含量的影响也最大,而成型压力和恒温时间两列的极差值较小 ( 二者之间的差别也不大) ,说明它们对合成莫来石含量的影响较小。
将 A50 和 B50 莫来石含量相比可以看出,在同样的合成条件下,B50 的莫来石含量明显高于 A50,说明经过 20% 盐酸处理过的粉煤灰其合成样品中的莫来石含量较高,也就是说,合成配料中的杂质越少,纯度越高,合成样品的莫来石含量也就越高。
将正交实验结果对应不同因素下各水平作图 ( 图 5. 12) 可以看出:
表 5. 17 M50 样品莫来石含量的正交实验结果分析
图 5-12 莫来石含量随各因素不同水平的变化实线表示未经 20%HCl 处理样; 虚线表示经 20%HCl 处理样
1) 成型压力对合成莫来石含量的影响。对 A50,从 100 MPa 增加到 150 MPa,莫来石含量明显增加,从 150 MPa 增加 200 MPa 莫来石含量几乎保持不变; 对 B50 的影响与A50 相反,但整体情况不明显。
2) 烧成温度对合成莫来石含量的影响。对 A50 而言,温度从 1300℃ 增加到 1500℃ ,莫来石含量都有明显增加; 对 B50 而言,温度从 1300℃增加 1400℃,莫来石含量快速增长,从 1400℃增加 1500℃,莫来石含量的增加幅度变慢,这种情况与 Ohtake 等 ( 1991)的研究结果相一致。
3) 恒温时间对合成莫来石含量的影响。对 A50,恒温时间从 2 h 增加到 3 h,莫来石含量快速增加,但 3 h 之后莫来石含量呈现快速下降趋势,说明恒温时间以 3 h 为宜; 对B50,随着恒温时间的延长莫来石含量有所增加,但增加的幅度不明显。
整体而言,烧成温度对合成莫来石含量的影响最大,而且温度增加莫来石含量随之增加,成型压力和恒温时间对合成莫来石的影响相对较小,所以合成莫来石的关键因素是提高烧成温度。但也应当注意,当温度达到一定高度后莫来石的增加幅度变慢,高温下长时间恒温对莫来石生成量影响不大,成型压力增大有利于莫来石含量的提高。