臺灣博碩士論文加值系統

本研究以薄膜電晶體液晶顯示器(Thin Film Transistor Liquid Crystal Display, TFT-LCD)廢素玻璃及煉鋼副產物轉爐石(Basic Oxygen Furnace Slag, BOF slag)為原料，利用熱分析質譜儀對原料進行產氣機制分析。將原料透過不同比例混合後，研析可產生發泡反應之配比及其發泡溫度區間，並以此發泡溫度區間分別持溫10 min、20 min及30 min進行高溫熱處理，研究熱處理溫度及持溫時間對體密度、吸水率及抗壓強度等發泡特性之影響，評估以TFT-LCD廢素玻璃混合轉爐石燒製輕質骨材之可行性。
試驗結果顯示當TFT-LCD廢素玻璃與轉爐石之比例為8:2(配比B2)、7:3(配比B3)與6:4(配比B4)時，可產生發泡反應，其發泡溫度區間分別為1040 oC─1160 oC、1040 oC─1080 oC與1020 oC─1080 oC，經分析造成發泡反應之氣體為轉爐石中Fe2O3於1000 oC以上進行還原反應所釋出之CO2。體密度變化大致隨著熱處理溫度及持溫時間之增加而降低，惟持溫30 min時，配比B2試體因內部大孔隙互相影響結合而使孔隙減少，以及配比B4試體因黏滯性液相有足夠時間產生黏滯流動而填補連通孔隙，致造成體密度在較高熱處理溫度時可因之略增。吸水率變化趨勢因成分而異，玻璃成分較多之配比(B2)，試體表面玻璃化後，溫度與持溫時間增加將使表面玻璃化更加完整，吸水率因此下降，但持溫時間由20 min增加至30 min時，因氣體產量過多，破壞表面玻璃化結構，造成吸水率因之上升；反之，玻璃成分較少之配比(B4)，試體表面無玻璃化形成，吸水率因此隨溫度與持溫時間增加而上升。抗壓強度則隨熱處理溫度上升及持溫時間增加而下降。
應用方面，配比B2於熱處理溫度1100 oC、持溫時間10 min之體密度為1.15 g/cm3、吸水率為5.84%、抗壓強度為26 Mpa，具有製造結構用輕質骨材之潛力。配比B3於熱處理溫度1080 oC、持溫時間20 min之體密度為0.85 g/cm3、吸水率為17.93%、抗壓強度為5 Mpa，具有製造非結構用輕質骨材之潛力。

誌謝 I
摘要 II
Abstract IV
目錄 V
圖目錄 VIII
表目錄 XI
第一章 前言 1
1-1 研究緣起 1
1-2 研究目的 3
第二章 文獻回顧 4
2-1 TFT-LCD廢玻璃 4
2-1-1 TFT-LCD產業廢棄物來源 4
2-1-2 TFT-LCD廢玻璃資源化概況 6
2-2 轉爐石 8
2-2-1 轉爐石來源 8
2-2-2 轉爐石化學特性 9
2-2-3 轉爐石資源化概況 10
2-3 輕質發泡理論 12
2-3-1 黏度特性 12
2-3-2 產氣反應 13
2-4 逸氣分析 15
2-5 輕質骨材發泡特性 17
2-5-1 密度 17
2-5-2 吸水率 18
2-5-3 抗壓強度 19
2-6 廢棄物製成輕質骨材之相關研究 20
2-6-1 國內 20
2-6-2 國外 21
第三章 實驗材料與方法 22
3-1 實驗材料與設備 22
3-1-1 實驗材料 22
3-1-1 實驗設備 22
3-2 實驗流程 24
3-3 分析方法 26
3-3-1 廢棄物成分分析 26
3-3-2 粒徑分析 26
3-3-3 初步發泡特性試驗 26
3-3-4 產氣機制分析 26
3-3-5 熱處理 27
3-3-6 體密度及吸水率測試 27
3-3-7 抗壓強度測試 28
3-3-8 微結構觀察 28
第四章 結果與討論 29
4-1 廢棄物基本性質 29
4-1-1 成分分析 29
4-1-2 粒徑分析 31
4-2 發泡配比之篩選及其發泡溫度區間之觀察 33
4-3 發泡反應之產氣機制 36
4-3-1 廢素玻璃及轉爐石之熱重分析 36
4-3-2 發泡氣體之鑑定 38
4-4 熱處理條件與配比成分對發泡特性之影響 40
4-4-1 熱處理溫度、持溫時間及成分對體密度之影響 40
4-4-2 表面玻璃化對吸水率之影響 50
4-4-3 抗壓強度與體密度之關聯性分析 59
4-4-4 微結構變化與發泡反應之關聯性分析 68
第五章 結論與建議 73
5-1 結論 73
5-2 建議 74
參考文獻 75

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