应用案例 | 粘土STA和DIL测试

德国耐驰热分析

2021/07/12 13:43

粘土STA和DIL测试

粘土是一种含水铝硅酸盐，其中还含有少量Mg，Fe，Na，K和Ca元素。粘土是陶瓷和水泥工业中一种重要的原材料，壶、碗，杯等瓷器，（屋顶）瓷砖以及砖可以直接由粘土烧制而成，为获得更好的绝热性能，往往需要制成多孔砖体，这样才有更好的保温效果，使用STA和DIL可以研究粘土的组分和膨胀性能。

测试条件（STA）：

温度范围：RT … 1000°C

样品重量：38.91mg

升温速率：5K/min

坩埚类型：Pt

测试气氛：合成空气（70ml/min）

支架类型：S型TG-DSC支架

测试结论：

上图为粘土样品的STA结果，图中标注了样品的TG、DTG和DSC曲线，样品在低温段有0.5%的失重，为样品中自由水的蒸发过程，之后样品有机物烧失（200°C至400°C）并进一步脱水（400°C以上），其失重量为10%；样品在100°C和500°C附近伴随着吸热效应，其吸热热量分别为10J/g和480J/g。在297.4°C附近因有机物烧失DSC曲线上有放热效应，图中通过画中画显示在574°C有吸热峰，此热效应来源于样品中石英成分的α相向β相转变，最后在980.3°C样品的放热峰为高岭土的固固相变。

测试条件（DIL）：

温度范围：30°C ... 1000°C

升温速率：5K/min

样品长度：18mm

测试气氛：静态空气

校正标样：Al₂O₃

测试结论：

图为粘土样品的线性膨胀系数和膨胀速率。在500°C之前，样品发生线性膨胀，在550°C附近达到最大尺寸；随后，样品发生两步烧结过程，第一步烧结的外推起始点温度为608°C，第二步外推起始点为956°C，所对应的烧结速率的最大值温度分别为629°C和980°C。

图为STA和DIL测试结果对比图，图中可以看出，样品的STA和DIL测试结果有很好的对应关系。

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