天然与热处理刚玉的谱学鉴别

目前市场上充斥着大量热处理刚玉,仅通过常规方法并不能科学分辨,为了准确判断刚玉是否经过热处理,需要对其谱学特征进行分析。首先对天然刚玉进行内含物观察,并测试记录他们的红外光谱、紫外吸收光谱,随后选取个别样品进行高温热处理,再对处理后的刚玉进行光谱测试,并与天然样品的光谱进行对比分析。结果表明:天然红宝石可检测到硬水铝石1 980和2 110cm-1的红外吸收峰,而热处理后由于高温破坏了AlO(OH)的结构,所以在热处理红宝石中此峰无法被检测;生长于还原条件下的碱性玄武岩型蓝宝石具有3 310cm-1处的红外吸收峰,经过1 600℃高温处理并恒温18h的热处理过程后,此峰消失。另外,经过热处理后,天然红宝石位于555nm左右的宽且强的吸收峰发生轻微偏移,且吸收峰更尖锐,波峰和波谷的吸收强度差增加。同样,对比天然和热处理蓝宝石,后者位于375,387,454nm处形成的吸收峰也更尖锐,吸收强度差值更大。上述这些变化可以帮助判断刚玉是否经过热处理。     

锰矿粉掺量对莫来石-刚玉质陶粒支撑剂结构及性能的影响

以阳泉产三级铝矾土与粘土为原料,锰矿粉为烧结助剂,于1420℃下制备了莫来石-刚玉质陶粒支撑剂,讨论了锰矿粉含量对支撑剂样品结构及性能的影响.结果表明:随锰矿粉掺量的增加,支撑剂样品的主晶相莫来石颗粒形状由针状变为柱状,晶粒尺寸逐渐变大,并且刚玉相衍射峰强度增加;当锰矿粉掺量为4wt;时,试样的性能最佳:视密度2.998 g/cm3,体积密度1.62 g/cm3以及52 MPa闭合压力下的破碎率8.13;.     

水热法合成α-Al2O3晶体

本文研究了不同矿化剂,不同温度对水热条件下合成α-Al2O3晶体的大小、形貌和晶体质量的影响.发现在矿化剂浓度为0.1M KOH和1M KBr条件下,填充度为35;,温度为380℃时Al(OH)3只转化成薄水铝石,无α-Al2O3晶体生成;388℃时只是部分转化成α-Al2O3;在395℃以上时完全能转化成α-Al2O3,晶体形状为六棱柱形.在矿化剂浓度为1M KOH时,填充度35;,温度为380℃时,即有部分Al(OH)3转化成α-Al2O3,390℃以上完全转化成α-Al2O3,晶面主要显露菱面.     

普通刚玉砂对99氧化铝陶瓷抗热震性的影响

主要研究普通刚玉砂的加入量、烧成温度对99氧化铝陶瓷抗热震性的影响.用SEM对样品的微观结构进行表征.在100 MPa的压力下压制普通刚玉砂含量分别为20wt;、40wt;、60wt;的99氧化铝板材,并将不同含量干压成型(dry pressing,DP)的板材再经150MPa的冷等静压成型(cold isostatic pressing,CIP).干燥后,分别在1580℃、1620℃及1660℃下进行常压烧结.结果表明:普通刚玉砂的加入能改善氧化铝板材的抗热震性,当经过150MPa的冷等静压成型时,普通刚玉砂含量为40wt;,烧成温度为1620℃时,氧化铝板材的抗热震性最好.此时,抗弯强度为126.5 MPa.并通过韦伯分布分析,韦伯模数达到13.7,说明这种板材具有较好的使用可靠性.     

Ti,Fe离子掺杂对水热法合成蓝宝石晶体的影响

本文研究了掺杂Fe、Ti离子对水热条件下合成α-Al2O3晶体的颜色和晶体形态的影响.在较低温度(430℃)和较低压力(40MPa)下合成出了蓝色刚玉晶体.在未掺入其他的离子时,水热反应生成透明α-Al2O3六棱柱形晶体.当在反应介质中加入FeSO4*7H2O时,水热反应生成黑色α-Al2O3晶体,晶体呈六棱柱体.加入FeSO4*7H2O和TiCl3时,生成的蓝色宝石晶体显露高指数晶面,晶体长度300μm,另外还生成大量的薄水铝石晶片.加入FeSO4*7H2O和TiCl4时,蓝宝石晶体显露底面{0001},柱面{1120},和菱面{1123},最大的孪晶长度为200μm,最小的晶粒只有2μm;同样有大量的薄水铝石晶片生成,还伴生有少量针状TiO2金红石晶体.     

刚玉碎石混凝土抗弹丸侵彻效应研究与分析

通过实弹射击试验,研究了刚玉碎石混凝土的抗侵彻性能,结果表明,刚玉碎石混凝土具有较好的抗侵彻能力。与相同强度等级的普通混凝土相比,弹丸在刚玉碎石混凝土中的侵彻深度减小了约10%。对试验数据进行了最小二乘拟合,得到了刚玉碎石混凝土的侵彻系数。     

氧化镍/莫来石-刚玉催化剂中添加La2O3的作用

用ＸＲＤ，ＴＰＲ，ＴＧ－ＤＴＡ考察了氧化镍／莫来石－刚玉催化剂添加Ｌａ２Ｏ３对ＮｉＯ性质的影响及两者间的相互作用，Ｌａ２Ｏ３使得催化剂中ＮｉＯ的晶格常数及分散容量增大，而晶相含量减少，还发现，添加Ｌａ２Ｏ３，使一次ＴＰＲ过程中ＮｉＯ还原温度升高，耗氢量增加了Ｌａ２Ｏ３对二次ＴＰＲ中ＮｉＯ还原温度的影响减小，耗氢量不受影响，Ｌａ２Ｏ３的添加方式及含量不同，对ＮｉＯ性质的影响也不相同。     

低温热处理刚玉实验中含水矿物包裹体的特征研究

近年来,低温热处理刚玉出现在宝石交易市场,由于其特征容易与天然刚玉混淆,如何鉴定低温热处理刚玉成为宝石实验室的研究热点。在弱氧化氛围,360,610和650 ℃条件下,先后对9粒刚玉进行了热处理实验,并采用显微拉曼定性分析刚玉中的包裹体、显微镜下观察包裹体形貌、显微红外光谱分析含水矿物包裹体中羟基的特征峰等方法,对刚玉低温热处理前后的特征进行了对比研究。热处理实验揭示：600 ℃左右温度、弱氧化氛围已能有效去除刚玉中的蓝色调,并增强红色,可达到热处理改善或改变刚玉颜色的目的。研究结果表明：针铁矿、高岭石、勃姆石等含水矿物包体主要存在于刚玉的开放裂隙中,硬水铝石、磷灰石、云母等含水矿物包体主要存在于刚玉晶体中。针铁矿热处理前红外光谱可显示与羟基相关的3 435 cm-1吸收峰,并伴有以3 185 cm-1为中心的吸收宽带,经360 ℃热处理后相关吸收消失,其颜色由亮黄色变为红色;高岭石热处理前红外光谱在3 620,3 648,3 670和3 698 cm-1附近显示一组与羟基相关的吸收峰,经610 ℃热处理后相关吸收峰消失;勃姆石热处理前红外光谱显示与羟基相关的3 086和3 311 cm-1吸收峰,经610 ℃热处理后相关吸收峰消失。硬水铝石包裹体通常呈针状,热处理前红外光谱显示与羟基相关的1 980和2 110 cm-1吸收峰,经610 ℃热处理后相关吸收峰消失,但仍保持针状晶形假像;磷灰石包体通常呈透明柱状或粒状晶形,由于OH与F相互作用,红外光谱在3 550 cm-1附近显示与羟基相关的吸收峰,610 ℃热处理后相关吸收峰仍然存在,磷灰石包体的形貌未见改变;白云母呈近透明无色片状晶形分布于刚玉中,红外光谱在3 624 cm-1附近显示与云母中羟基相关的吸收峰,650 ℃热处理后这一吸收峰仍然存在,云母的形状未见变化,透明度略微降低。通过实验,证明含水矿物包裹体对于鉴定低温热处理刚玉具有重要作用。     

煤催化气化工艺中碱金属腐蚀刚玉质耐火材料的实验研究

针对煤催化气化反应器设计中遇到的材料问题,采用碳酸钾及催化气化工况富含碱金属气化灰渣为实验原料,进行了碱金属腐蚀刚玉质耐火材料的实验研究。着重考察了有氧空气气氛和无氧还原性气氛、反应温度、反应时间、碱金属存在形态对腐蚀行为的影响,并结合SEM-EDX、XRD、核磁Al谱等表征手段,研究了反应前后碱金属和刚玉质耐火材料的成分、物相及结构变化。结果表明,碱金属对耐火材料腐蚀行为受反应的温度、气氛、时间及碱金属存在形态等因素影响较大。分析表明,有氧空气气氛下腐蚀尤为严重的原因是,原料中存在的钾与刚玉耐火材料发生化学反应生成新的钾的铝酸盐物相,且其含量随温度升高、反应时间延长而增加。