块状菱镁矿热压烧结方镁石晶粒结晶度的表征

采用热压烧结法对块状菱镁矿进行煅烧,研究了温度为1400 ℃,压力P分别为1 MPa、5 MPa和9 MPa,热压时间为2h条件下煅烧后试样的结晶度.结果表明,压力P=1 MPa时,方镁石晶粒间间隙较大,液相分布不均匀,晶粒各个方向晶界移动速率不均匀,晶粒多为半自形晶,结晶程度较差;压力P=5 MPa时,方镁石晶粒紧密排布,液相分布均匀,晶粒的结晶度最高,晶粒发育最好;压力P=9 MPa时,试样组织结构产生应力和应变,晶粒发生形变、损毁和晶面断裂,试样中方镁石晶粒结晶程度最低,晶粒发育最差.     

块状菱镁矿热分解机理及动力学方程的建立

采用TG法对块度为20 mm、30 mm 、40 mm和50 mm的立方体状菱镁矿的热分解进行了研究.结果表明:在相同转化率条件下,块状菱镁矿的分解活化能随块度增加而增大,块度(L =20 ～50 mm)与活化能的关系为:E=4.795×L+34.070(kJ·mol-).块状菱镁矿在不同的分解阶段,受不同的机理函数控制:分解前期,Anti-Jander方程控制的n=2的3D模型为最概然机理函数,动力学方程为:dα/dT=6.111×1010 ×β-1 exp[(4.098-0.577 × L)×T-1](1+α)2/3[(1+α)1/3-1]-1;分解中期,Avrami-Erofeev方程控制的n=3(Code:AE3)的随机成核和随后长大模型为最概然机理函数,动力学方程为:dα/dT=1.422×109×β-exp[(4.098-0.577×L)×T-1](1-α)[-ln(1-α)]-2;分解后期,Avrami-Erofeev方程控制的n=3/2的随机成核和随后长大模型为最概然机理函数,动力学方程为:dα/dT =2.477×109 ×β-1exp[(4.098-0.577L)×T-1](1-α)[-ln(1-α)]-2.本项研究为制定块状菱镁矿生产MgO工艺提供了理论依据.     

块状菱镁矿高温烧结动力学

采用高温电炉对块状菱镁矿进行煅烧,研究了块状菱镁矿烧结末期(1600～ 1800℃)方镁石晶粒长大和致密化行为.结果表明:在烧结末期,随着温度升高,晶界快速移动,气孔“汇聚-排除”的速率和晶界向曲率中心的移动的速率增加,致使颗粒致密化迅速,方镁石晶粒长大明显.温度在1600～1700℃期间,晶界扩散是控制烧结致密化的主导机制,晶粒生长活化能为1.382×103 kJ·mol-1,晶粒以结晶长大方式为主;温度在1700 ～ 1800℃期间,体积扩散是控制烧结致密化的主导机制,晶粒生长活化能为1.164×103 kJ·mol-1,晶粒以聚晶长大方式为主.随温度的升高,晶粒长大活化能逐渐减小,晶粒长大速率增加.