應用案例 | 粘土STA和DIL測試

粘土STA和DIL測試

粘土是一種含水鋁硅酸鹽，其中還含有少量Mg，Fe，Na，K和Ca元素。粘土是陶瓷和水泥工業中一種重要的原材料，壺、碗，杯等瓷器，（屋頂）瓷磚以及磚可以直接由粘土燒制而成，為獲得更好的絕熱性能，往往需要制成多孔磚體，這樣才有更好的保溫效果，使用STA和DIL可以研究粘土的組分和膨脹性能。

測試條件（STA）：

溫度范圍：RT … 1000°C

樣品重量：38.91mg

升溫速率：5K/min

坩堝類型：Pt

測試氣氛：合成空氣（70ml/min）

支架類型：S型TG-DSC支架

測試結論：

上圖為粘土樣品的STA結果，圖中標注了樣品的TG、DTG和DSC曲線，樣品在低溫段有0.5%的失重，為樣品中自由水的蒸發過程，之后樣品有機物燒失（200°C至400°C）并進一步脫水（400°C以上），其失重量為10%；樣品在100°C和500°C附近伴隨著吸熱效應，其吸熱熱量分別為10J/g和480J/g。在297.4°C附近因有機物燒失DSC曲線上有放熱效應，圖中通過畫中畫顯示在574°C有吸熱峰，此熱效應來源于樣品中石英成分的α相向β相轉變，最后在980.3°C樣品的放熱峰為高嶺土的固固相變。 

測試條件（DIL）：

溫度范圍：30°C ... 1000°C   

升溫速率：5K/min

樣品長度：18mm

測試氣氛：靜態空氣

校正標樣：Al₂O₃

測試結論：

圖為粘土樣品的線性膨脹系數和膨脹速率。在500°C之前，樣品發生線性膨脹，在550°C附近達到最大尺寸；隨后，樣品發生兩步燒結過程，第一步燒結的外推起始點溫度為608°C，第二步外推起始點為956°C，所對應的燒結速率的最大值溫度分別為629°C和980°C。

圖為STA和DIL測試結果對比圖，圖中可以看出，樣品的STA和DIL測試結果有很好的對應關系。