開題報告 瓷磚低溫燒結(jié)技術的研究與應用 碩士[精選]

1、中國計量學院工程碩士學位論文開題報告撰寫規(guī)范說明第一條 開題報告是工程碩士生論文階段工作的重要環(huán)節(jié)，為規(guī)范和統(tǒng)一工程碩士開題報告材料，現(xiàn)對其內(nèi)容和格式做以下說明，請工程碩士生按此撰寫。第二條 工程碩士生在公開開題報告會前應在校內(nèi)導師和企業(yè)方導師的指導下認真填寫完成開題報告登記表、論文工作計劃表、文獻綜述三部分材料，并經(jīng)雙方導師同意后方允許參加公開開題報告會。第三條 開題報告登記表的內(nèi)容和格式要求如下：（一）開題報告登記表應包括以下內(nèi)容，一般不少于3000字：（1）說明選題來源、選題依據(jù)、國內(nèi)外研究動態(tài)；（2）說明選題在理論研究或?qū)嶋H應用方面的意義和價值；（3）闡述學位論文中自身研究工作部分，論

2、證完成研究工作擬采取的主要理論、技術路線和實施方案；（4）說明研究工作要實現(xiàn)的最終目標和研究成果形式。（二）開題報告登記表采取雙面印制，靠左整齊裝訂，保持原格式不變。（1）封面，見附件；（2）紙張限用 a4(2129.7cm)；（3）頁邊距為上、下：，左為，右為；（4）字體采用宋體小四，行間距為固定值18磅；（5）6磅的行間距。圖序與圖名居中置于圖的下方，表序及表名置于表的上方。（三）開題報告完成，此表經(jīng)相關人員簽字后，交學院研究生教務秘書保存。第四條 論文工作計劃表應保持附件格式不變，在空白處填寫論文題目，論文完成日期和各項目的計劃完成日期。應保證論文工作量（開題報告通過后）有一年以上的時間

3、。第五條 文獻綜述的內(nèi)容和格式要求如下：（一） 文獻綜述應對選題所涉及的工程技術問題或研究課題的國內(nèi)外狀況有清晰的描述與分析，一般不少于3000字；（二）應保證至少閱讀20篇中外文獻，其中英文文獻不少于5篇。參考文獻一般應在文中標注，并按引用的順序附于文末，其格式可參見中國計量學院研究生學位論文撰寫格式規(guī)范對參考文獻的格式要求和說明。（三）文獻綜述采取雙面印制，整齊裝訂，格式要求如下：（1）封面，見附件；（2）紙張限用 a4(2129.7cm)；，右為2.1cm；（4）字體采用宋體小四，行間距為固定值18磅；中國計量學院 工程碩士學位論文開題報告（在職）學位論文題目： 工程領域名稱： 儀器儀表

4、工程 學 號： 姓 名： : 碩士生所在單位名稱： 填表日期：2013年5月20日填 表 說 明1、 研究生須認真填寫本表相關內(nèi)容。2、 開題報告內(nèi)容見中國計量學院在職攻讀工程碩士專業(yè)學位研究生管理規(guī)定3、 所列欄目填寫不下的，可以另加附頁。4、 本表采取雙面印制，且保持原格式不變，紙張限用 a4（頁邊距為上、下：2.5cm, cmcm；字體為宋體小四，行間距為18磅），整齊裝訂。5、 開題報告完成，此表經(jīng)相關人員簽字后，須交學院研究生教務秘書保存。開題報告登記表內(nèi)容應包括以下部分，不少于3000字：（1）說明選題來源、選題依據(jù)、國內(nèi)外研究動態(tài)；（2）說明選題在理論研究或?qū)嶋H應用方面的意義和價

5、值；（3）闡述學位論文中自身研究工作部分，論證完成研究工作擬采取的主要理論、技術路線和實施方案；（4）說明研究工作要實現(xiàn)的最終目標和研究成果形式。1、選題簡介、目的和意義1.1 選題簡介本課題以瓷磚低溫燒結(jié)技術的研究及應用為研究方向，系統(tǒng)研究了添加溶劑的成分及比例對瓷磚燒制的結(jié)構(gòu)的影響。瓷磚生產(chǎn)普遍采用高溫燒制（一般溫度在1200），其中燒制能耗占總生產(chǎn)成本的30%以上，如果燒制溫度降低100，能夠降低總能耗20-30%，并能夠大大減少co2廢氣的排放量，不僅對保護大氣環(huán)境有著重要的意義，而且還能創(chuàng)造更高的經(jīng)濟效益和社會效益。所以瓷磚低溫燒結(jié)技術對我國瓷磚行業(yè)的發(fā)展具有重要意義。瓷磚是以耐高溫

6、的半金屬氧化物和金屬氧化物，經(jīng)過研磨、混合、壓制、施釉、燒結(jié)等工藝后，從而形成的一種能夠耐酸堿的石質(zhì)或者瓷質(zhì)建筑或裝飾材料，瓷磚的原材料多由粘土、石英沙等等混合而成。瓷磚根據(jù)吸水率不同，可以分為：瓷質(zhì)磚、炻瓷質(zhì)、細炻質(zhì)、陶質(zhì)磚；根據(jù)用途可以分為：外墻磚、內(nèi)墻磚、地磚、廣場磚、工業(yè)磚等；根據(jù)成型工藝不同，可以分為：干壓成型磚、擠壓成型磚、可塑成型磚；根據(jù)施釉工藝，可以分為：有釉磚、無釉磚；依品種可以分為：拋光磚、仿古磚、瓷片、全拋釉、拋晶磚、微晶石、劈開磚、廣場磚（文化磚）；依生產(chǎn)工藝分：印花磚、拋光磚、斑點磚、水晶磚、無釉磚根據(jù)歷史學家考證，人類制磚已經(jīng)有4000多年的歷史，古老的埃及金字塔、

7、古巴比倫遺址以及古希臘城市遺址中都曾發(fā)現(xiàn)美麗的瓷磚墻面。到了中世紀，英國人們鋪在教堂和修道院的地板上不同色彩的幾何形瓷磚，伊比利亞半島的馬賽克；文藝復興時期的意大利馬約利卡陶器地板磚，安特衛(wèi)普的陶瓷，以及德國的瓷磚都曾在瓷磚歷史上占據(jù)了一席之地?？梢哉f歐洲是現(xiàn)代瓷磚的誕生地，其中尤以意大利和西班牙最為出名。到上世紀70年代，隨著“意大利家用產(chǎn)品新風貌”展覽會在美國現(xiàn)代藝術博物館等地成功展出，意大利從此確立了家居設計的世界領導者地位。來自意大利的設計師在瓷磚的設計中融入個人的需求，同時對細節(jié)近似瘋狂的精雕細琢，給了居家主人細致入微的感受。現(xiàn)代瓷磚設計的另一個代表的是西班牙，西班牙瓷磚以絢麗的色彩

8、、豐富的紋理，多種多樣的花色品種而備受客戶青睞。我國的瓷磚燒制歷史也十分悠久，最早商朝便有陶瓷制品；進入周朝后便有了磚瓦建筑；春秋戰(zhàn)國時期的陶瓷磚，其表面已有了非常精美的紋飾；到了秦漢時期，古建筑已大規(guī)模使用陶瓷材料，留下了“秦磚漢瓦”的佳話。到了東漢時期，浙江的越窯的青瓷技術逐漸成熟起來。直至魏晉南北朝，青瓷已經(jīng)獨霸中國的瓷器市場。唐朝的彩陶藝術得到了巨大的發(fā)展，最大的成就是世人所熟知的“唐三彩”。經(jīng)過近千年的發(fā)展，中國陶瓷到明朝時期迎來了新的輝煌。瓷器不再單調(diào)乏味，而是油光異彩，有藍釉、祭紅釉、郎窯紅釉、豆紅釉、黃釉、孔雀綠釉、黑釉等。尤以明代宣德瓷器最為出名。清代雖然是中國封建社會的衰落

9、時期，但陶瓷制造卻迎來了又一個新的高潮，以江西景德鎮(zhèn)為陶瓷生產(chǎn)中心。以“康熙、雍正、乾隆”三朝的質(zhì)量為最高。雖然有輝煌的歷史，但是我國現(xiàn)代工業(yè)化建筑陶瓷的歷史并不長。瓷磚剛面世的時候，人們出于清潔衛(wèi)生的目的采用瓷磚裝修廚房和衛(wèi)生間，幾乎全部采用150150毫米的白色方塊瓷磚。到了上世紀90年代中期，國內(nèi)的瓷磚生產(chǎn)廠家開始引導消費者，推出不同風格的瓷磚，以滿足消費者個性化的要求。上世紀70年代，歐洲瓷磚的產(chǎn)量占據(jù)世界總產(chǎn)量的80%，并且主要集中在意大利、西班牙、德國和法國等四個國家，進入上世紀80年代之后，巴西也成為瓷磚生產(chǎn)大國?？梢杂梦靼嘌肋@個瓷磚生產(chǎn)大國為例，21世紀之后，全球瓷磚產(chǎn)量逐年上

10、升，但西班牙瓷磚產(chǎn)量卻呈下降趨勢，僅2009年相比2008年就下降了35%，其出口量和內(nèi)需均大幅下滑，而相關根據(jù)統(tǒng)計，可以發(fā)現(xiàn)西班牙2005年至2009年瓷磚出口量一直在下滑，不難看出西班牙瓷磚在全球的競爭力在逐年下降。這與其國內(nèi)建筑業(yè)不景氣，對瓷磚的需求下降有關；同時新興市場對價格比較敏感，而西班牙瓷磚企業(yè)的制造成本又比較高；但是西班牙瓷磚企業(yè)的高新技術與設備普及率比較高，可以提高其競爭力。未來幾年西班牙瓷磚行業(yè)或許會有所好轉(zhuǎn)，但很難再恢復到2005年的水平，因為全球各個區(qū)域的瓷磚產(chǎn)量不斷攀升，且制造水平、質(zhì)量和花色都不斷提高，完全能夠滿足其附近地區(qū)的需求，所以這對于依靠出口的西班牙瓷磚業(yè)來

11、說，面臨著很大的競爭壓力，同時也可以看出全球瓷磚行業(yè)的發(fā)展趨勢是：本地生產(chǎn)，就近消費。改革開放之后，經(jīng)過多年的發(fā)展，我國陶瓷工業(yè)發(fā)生了翻天地覆的變化，已成為世界上最大的陶瓷生產(chǎn)國、消費國和出口國。年生產(chǎn)量和效益均保持較快幅度的增長。2012年瓷磚總產(chǎn)量達到86億平方米，年均增長分別為14.2%和16.7%。產(chǎn)業(yè)技術得到大幅提升。其中大型高效節(jié)能窯爐、拋光磚和建筑瓷磚薄型化生產(chǎn)技術達到世界先進水平，在日常生產(chǎn)中發(fā)揮了重要作用。同時節(jié)水型衛(wèi)生陶瓷生產(chǎn)等技術日趨完善并推廣。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整優(yōu)化。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)從以往的以中低檔為主逐漸往高中低檔全面發(fā)展，能夠滿足不同消費層次的需求。并且在全國范圍內(nèi)形成了三十多個

12、具有特色的瓷磚產(chǎn)區(qū)，其中中西部地區(qū)迅速崛起，這些促使一大批有實力的企業(yè)快速成長，加快國際化的步伐。節(jié)能減排取得一定成效。經(jīng)過多年發(fā)展，綜合能耗累計下降25%，衛(wèi)生陶瓷單位工業(yè)增加值綜合能耗累計下降21%。但是在行業(yè)的發(fā)展中仍存在以下問題：首先是產(chǎn)業(yè)的發(fā)展主要依靠規(guī)模擴張，生產(chǎn)企業(yè)數(shù)量隨著行業(yè)發(fā)展逐漸增多，集中度低，不利于資源的集中利用；其次是國產(chǎn)品牌知名度不高，出口產(chǎn)品多為代加工，利潤普遍不高；最后是生產(chǎn)過程中的高能耗、高排放問題還沒有從本質(zhì)上得到解決。目前建材行業(yè)能耗比較之前有了較大幅度的下降，主要污染物排放總量呈明顯下降趨勢，其中煙氣粉塵排放量、二氧化硫排放量分別比2005年減少46%和1

13、2%。建材工業(yè)能源消耗主要集中水泥、 建筑衛(wèi)生陶瓷、 平板玻璃這三個行業(yè)，占行業(yè)能耗的 86. 56 %。陶瓷行業(yè)一直是高能耗的行業(yè)，陶瓷生產(chǎn)成本的30%40%為能耗，而陶瓷的高能耗必然會帶來高污染，特別是對陶瓷發(fā)展迅速的產(chǎn)區(qū)及周邊地區(qū)的環(huán)境造成嚴重破壞，陶瓷工業(yè)原輔材料及能源消耗過大，主要體現(xiàn)在如下幾個方面：4.1.1廢氣污染 陶瓷工業(yè)廢氣大致可分為：以生產(chǎn)性粉塵為主的工藝廢氣和窯爐燒成及部分干燥階段產(chǎn)生的高溫煙氣。工藝廢氣溫度一般不高，主要來源于坯料、釉料及色料制備中的破碎、篩分、造粒及噴霧干燥等；高溫廢氣的煙氣中有毒氣體的種類和數(shù)量與燃料的品種有關，一般含有co、so2、nox、氟化物和

14、煙塵等。陶瓷生產(chǎn)中的廢水主要來可以分為沖洗水和冷卻水。在原料制備、釉料制備工藝以及設備和地面的沖洗過程中都會產(chǎn)生沖洗水，在原料精制過程中產(chǎn)生的沖洗水的主要污染物為固體懸浮顆粒；研磨、拋光、磨邊、倒角等工序中產(chǎn)生的沖洗水主要含有瓷磚粉末、拋光劑和研磨劑；在設備和地面沖洗過程中產(chǎn)生的沖洗水包括球磨機、漿池、料倉、噴霧干燥塔的沖洗，施釉、印花機械、除鐵機械的沖洗等，該類廢水的污染物成分比較復雜，主要含有硅質(zhì)懸浮顆粒、礦物懸浮顆粒、化工原料懸浮顆粒等。雖然設備的冷卻水無污染，但溫度較高。全國每年產(chǎn)生陶瓷廢料的估計在1300萬噸以上，廢料包括廢品、廢渣、廢模型等。產(chǎn)生的廢料需要大量的土地用于堆積，并且會

15、增加空氣中粉塵的含量，同時浪費大量的原料；大量的陶瓷廢料所帶來的環(huán)境問題嚴重制約著陶瓷工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計2012年我國建筑陶瓷磚總產(chǎn)量超過86億平方米，如果以單位面積產(chǎn)品重量22kg來計算，2012年陶瓷磚行業(yè)一共消耗原輔材料約為1.9億噸，由于在生產(chǎn)過程中存在一定的損耗，所以實際耗費的原材料要遠高于這個值，大量開采原材料極大地破壞了自然環(huán)境。目前國內(nèi)陶瓷磚綜合平均能耗水平：大規(guī)格瓷質(zhì)拋光磚(800800mm以上)：6.0-11公斤標準煤/平方米；瓷質(zhì)磚(600600mm以下)：5.0-6.5公斤標準煤/平方米;瓷質(zhì)外墻磚：3.5-4.5公斤標準煤/平方米;陶質(zhì)內(nèi)墻磚(800800mm以

16、上)：5.5-6.5公斤標準煤/平方米。這里的計算粗略以每平方米陶瓷磚產(chǎn)品耗費6公斤標準煤計算，所以2012年我國陶瓷磚行業(yè)消耗的能源超過5060萬噸。目前可以從如下幾個方面來解決：由于受到種種原因的影響，如消費習慣，消費者錯誤的認為瓷磚厚度越大，質(zhì)量越好，導致生產(chǎn)企業(yè)片面追求大規(guī)格瓷磚，磚坯越來越厚，從而導致運輸量大增，同時也造成建筑裝飾重量上升，所消耗的資源、能源以及排放污染物也不斷增加。如此高的能耗顯然不能支撐行業(yè)長久、健康、持續(xù)發(fā)展。如果瓷磚減薄10%，每年至少節(jié)約能源500萬噸標準煤，減少原料2000萬噸，同時可減少廢氣排放1300萬噸。所以可以看出瓷磚薄型化是實現(xiàn)低能耗、節(jié)約資源、

17、可持續(xù)發(fā)展的必由之路。4.2.2干法制粉工藝技術 早期制備瓷磚的壓型粉料工藝多采用球磨機將原料磨成泥漿，再壓榨成泥餅，經(jīng)過地坑干燥后通過輪碾機制粉，而采用干法制粉工藝技術則可以省去瓷磚廠原料車間球磨機和噴霧干燥等工序，能夠有效節(jié)省燃料使用量，并且還可以減少粉塵排放量。在瓷磚生產(chǎn)中普遍采用高溫燒結(jié)技術（一般燒結(jié)溫度在1200以上），其中用于燒結(jié)的能耗占生產(chǎn)成本的30%以上，而采用低溫燒結(jié)技術，可以將在900的低溫下將坯料瓷化，即使溫度達到1200時，無軟化變形的情況，不影響瓷磚生產(chǎn)質(zhì)量。4.2.4窯爐、噴霧干燥塔能源高效循環(huán)利用技術要窯爐、噴霧干燥塔能源的利用效率，可以通過窯體保溫等手段，減少窯

18、爐的散熱損失，可以通過增加窯爐墻體的厚度，或選擇導熱系數(shù)較低的耐火材料和保溫材料，也可以通過改變窯爐墻體砌筑結(jié)構(gòu)來實現(xiàn) 另外窯爐墻體密封對窯爐保溫效果起到至關重要的作用，密封可以防止窯體漏氣和穿火而燒到保溫材料，另一方面可減少窯體的熱損失同時還可以采取一些熱回收裝置進行余熱回收再利用，常用的方式是利用蓄熱室換熱器等裝置進行熱回收余熱回收利用，對于窯爐的節(jié)能，提高窯爐的熱效率是一條很重要的途徑，最有效的是用作助燃風，提高助燃溫度，有利用提高燃料的燃燒溫度，加快燃燒速度，穩(wěn)定窯內(nèi)燃燒，提高助燃空氣溫度，也是利于提高燃料的燃燒效率，促進燃料的完全燃燒，可做到節(jié)能 減排雙贏。5。小結(jié)作為傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，建筑

19、瓷磚不僅消耗了大量的礦產(chǎn)資源和能源，而且大量排放廢氣、粉塵等污染物，造成能源和環(huán)境壓力。根據(jù)建筑衛(wèi)生陶瓷工業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃，推進節(jié)能減排已經(jīng)成為發(fā)展的重點，于是瓷磚生產(chǎn)企業(yè)需要提高對節(jié)能減排的重視程度，加強生產(chǎn)過程的管控力度，注重新技術的開發(fā)，形成投入低、能耗低、排放低、效率高的經(jīng)濟發(fā)展方式，并且在建筑瓷磚銷售過程中引導消費者選擇低能耗、環(huán)保型產(chǎn)品。5、所選課題的主要研究內(nèi)容、設計方案和創(chuàng)新點5.1、主要研究內(nèi)容瓷磚低溫燒結(jié)技術能夠大幅減少瓷磚生產(chǎn)過程中二氧化碳排放量，目前的研究主要針對瓷磚原材料，通過替換原材料及使用不同的配方，能夠降低原材料成本，但是在生產(chǎn)過程中仍然需要在1200左右進

20、行燒制，而低溫燒結(jié)的技術，還停留在大量加入單一低溫溶劑，使得坯體能夠在較低的共熔點溫度下提前燒結(jié)，但是存在坯體在接近最低共熔點時并無液相生成，而達到最低共熔點時卻突然生成大量液相，并且生成的液相量隨著溫度升高迅速增加，會導致瓷磚急劇變形，所以不易控制瓷磚質(zhì)量。本課題研究一種多元素復合溶劑在瓷磚燒結(jié)過程中對液相的影響，通過添加該溶劑，在坯體提前燒結(jié)，并在不同燒成溫度區(qū)域逐步析出液相，并且大幅降低燒結(jié)溫度。通過配置坯體的成分，使其成分為na2o+k2o+li2o或al2o3+fe2o3+b2o3，其中ro為cao+mgo，r2o3為al2o3+fe2o3，ro2為sio2。將坯體放置在na2o-a

21、l2o3-sio2 或 k2o-al2o3-sio2的三元系統(tǒng)中，并添加k2o-na2o-li2o或k2o-na2o-li2o-b2o3復合熔劑，將所有原料加入球磨機內(nèi)進行混合球磨，在進行篩、干燥、造粒、壓制等混合球磨，最后在低于1200的溫度下燒結(jié)而成。通過采用多元素復合溶劑，能夠大大降低共熔點溫度，從而使坯體提前燒結(jié)，而且不會像采用單一低熔點溶劑，導致坯體的液相集中析出，從而避免了產(chǎn)品質(zhì)量問題。6、課題和論文預期達到的研究結(jié)果完成本課題后，使得瓷磚燒結(jié)溫度下降致1050至1120，并解決產(chǎn)品容易變形且易脆的問題，使產(chǎn)品的總能耗降低20至30%，創(chuàng)造更好的社會效益和經(jīng)濟效益參考文獻1金云海.

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