利用沙漠沙低温合成高长径比莫来石晶须

利用沙漠沙独特的化学组成特性和矿物特性,将沙漠沙荒料作为硅源,工业Al(OH)3作为铝源制备莫来石晶须.改变硅源/铝源配比和合成温度,结合XRD、SEM、TEM研究莫来石生长环境和自由生长形态的变化.研究结果表明:当沙漠沙与Al(OH)3的质量比为35/65时,在1200℃的低温下就能获得平均值>60的高长径比莫来石晶须;随着煅烧温度的升高,莫来石晶须长径比不断增大,当温度升至1300℃,平均长径比>94.随着合成温度的升高,莫来石的形成经过了一次莫来石和二次莫来石化两个阶段;若配方中Al2 O3处于过饱和状态,样品中刚玉相会随着煅烧温度的升高出现先增多后降低的变化现象.     

硅溶胶-硅微粉对层状托贝莫来石物化性质的影响

以硅溶胶和硅微粉为混合硅源,采用动态水热合成法成功制备了层状托贝莫来石催化剂,借助XRD、BET和NH3/CO2-TPD等手段对托贝莫来石进行分析表征,研究了不同硅源比例对托贝莫来石晶相结构、比表面积、孔结构性质及表面酸碱性质的影响.结果 表明:随非晶态硅溶胶占比增大,托贝莫来石比表面积和孔容呈逐渐增大趋势,但结晶度和表面酸碱量及弱酸弱碱强度逐渐下降.硅溶胶占比增至20;,托贝莫来石结晶度由81.65;下降至73.66;,总酸量由0.18 mmol·g-1降至0.14 mmol·g-1,总碱量由0.47 mmol·g-1降至0.40 mmol·g-1,比表面积由65 m2·g-1增至174 m2·g-1,孔容由0.15cm3·g-1增至0.60 cm3·g-1,出现介孔-大孔特征;硅溶胶占比增至30;,制得托贝莫来石产物出现少量SiO2晶相.     

刚玉粉、高岭土、莫来石中铝、硅的测定

主要针对三种原材料中的Al含量和Si含量的分析方法进行讨论。采用容量法对其中的Al含量进行测定,在酸性溶液中,加入过量的EDTA溶液络合铝并掩蔽残余元素。在微酸性溶液中以二甲酚橙为指示剂,用氯化锌标准溶液滴定过量的EDTA,以氟化铵络合铝而游离出等量的EDTA。再用氯化锌标准溶液滴定至溶液呈橙红色即为终点。根据氯化锌标准溶液的消耗量换算出Al2O3的含量。采用重量法对其中Si含量进行测定,将熔融后的试样进行处理,使之生成硅酸沉淀。经灼烧、称重后以硫酸、氢氟酸进行挥硅处理,再灼烧称重,根据两次质量之差换算出SiO2的含量。两种分析方法均为经典化学分析方法,其分析结果准确可靠,并且具有广泛的使用性。     

含氟体系中高性能T型分子筛膜的合成

含氟体系中,在负载晶种的大孔莫来石支撑体表面快速合成了高性能且取向生长的T型分子筛膜。采用XRD、SEM和MASNMR等手段对分子筛膜层和粉末进行表征。讨论了添加物、氟硅比、合成温度和合成时间等条件对膜生长与分离性能的影响,并阐述了含氟体系中T型分子筛膜快速晶化的机理。碱金属氟盐的加入促进了T型分子筛晶体层的晶化速率,并对晶体层形貌产生了一定的影响。膜应用于75℃、水/异丙醇（10：90,w/w）体系的平均渗透通量和分离因子分别为（4.91±0.18）kg·m^-2·h^-1和7060±1130。     

氧化锆增韧莫来石复相陶瓷的摩擦磨损行为与磨损机制

研究了氧化锆增韧莫来石得相陶瓷（ＺＴＭ）与氧化铝陶瓷摩擦副在室温至４００℃干摩擦下的摩擦磨损行为与机制。研究表明：ＺＴＭ陶瓷的磨损率随温度的升高而逐渐降低;室温下ＺＴＭ陶瓷的磨损机制以微观切削和微观断裂为主;随着温度的升高,ＺＴＭ陶瓷中的玻璃相具有微观润滑作用,其磨损机制转变为微观断裂和晶粒剥落为主;偶件氧化铝的磨损机制主要是脆性断裂及晶粒剥落。     

K2O-ZnO-Al2O3-B2O3-SiO2系掺Cr3+透明莫来石微晶玻璃的研究

采用了X射线衍射、透射电镜和吸收光谱及荧光光谱技术研究了K2O－ZnO-Al2O3-B2O3－SiO2系掺Cr^3 玻璃的析晶性能和光谱。研究结果表明：在K2O－Al2O3-B2O3-SiO2系掺Cr^3 玻璃的基础上引入ZnO后，析晶性能明显改善；析晶温度降低，析出的纳米莫来石微晶均匀、规则；微晶玻璃的发光强度明显增强。     

氧化钙对陶粒支撑剂结构和破碎率的影响

以铝矾土和煤矸石为主要原料,添加不同含量的碳酸钙,在1350℃制备了低成本的陶粒支撑剂,通过X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对陶粒支撑剂的物相组成和微观形貌进行表征.结果表明,添加了碳酸钙的陶粒支撑剂形成新的物相钙长石,随着氧化钙含量的增加,莫来石的晶粒逐渐细化,细化的晶粒提高了陶粒的强度和抗破碎能力.添加量为5wt;碳酸钙的陶粒支撑剂在35 MPa、52 MPa闭合压力下的破碎率均最低,符合石油天然气行业标准SY/T5108-2014.     

二氧化锰添加剂对莫来石相发育及性能影响

以氧化铝和二氧化硅作为原料,二氧化锰作为添加剂,在烧结温度1300℃时,研究了不同二氧化锰添加量制备所得试样的结构和性能,通过对试样物相组成、显微结构、体积密度、显气孔率和抗折强度五方面的分析,研究了二氧化锰作为添加剂对莫来石相的形成、发育和性能的影响,并分析了莫来石相形成和发育过程中二氧化锰的作用机理.结果表明:MnO2的添加能促进固相烧结反应,降低烧结温度,抑制石英相的生长,促进莫来石相的形核和发育.同时在烧结过程中Mn4+能够加快晶粒生长.     

耐高温氧化锆-刚玉-莫来石复相陶瓷的制备及其抗热震性

以煤系高岭土、α-Al2O3和部分稳定氧化锆(PSZ, 3;molY2O3)为原料,制备了耐高温氧化锆-刚玉-莫来石复相陶瓷.采用XRD、SEM等测试技术对样品的物相组成及显微结构进行了表征,研究了PSZ添加量(分别为5wt;、10wt;、15wt;、20wt;、25wt;、30wt;)对样品物理性能、高温塑性变形及抗热震性的影响.结果表明:由于采用含3;molY2O3的PSZ,Y2O3在高温下起到了烧结助剂的作用,致使样品的烧成温度显著降低;同时随着PSZ添加量的增加,样品的抗折强度增加.经最佳烧成温度烧成的各样品的抗折强度分别达到147.4 MPa、161.3 MPa、205.9 MPa、234.4 MPa、294.0 MPa、385.0 MPa.当PSZ的最佳添加量为10wt;时,样品具有较低的高温塑性变形及良好的抗热震性;当PSZ添加量继续增加,样品在高温易产生液相,抗蠕变及抗热震性降低.SEM显微结构研究表明,随着氧化锆添加量增加,样品结构越致密,增强效果越显著.XRD分析结果表明,复相陶瓷具有良好的耐高温性能,热震前后样品的物相组成不变,均为莫来石、刚玉、m-ZrO2和t-ZrO2.     

纳米孔莫来石陶瓷材料的制备

以正硅酸乙酯(TEOS)提供硅源、纳米氧化铝(d90=50 nm)提供铝源,通过溶胶-凝胶法与超临界干燥技术,制备了分散纳米氧化铝的SiO2气凝胶块体,所得复合气凝胶块体经1200℃、1300℃热处理后,得到了纳米孔莫来石陶瓷材料。XRD测试表明:凝胶体在1 200℃热处理后发生了莫来石化,1300℃莫来石化基本完成。压汞仪与场发射扫描电镜结果显示:凝胶块体经1 200、1 300℃热处理后,形成了具有纳米多孔结构的莫来石陶瓷材料,其骨架结构包含有200~400 nm的大孔,以及大量位于其孔壁上的6~30 nm的介孔。由于莫来石化的进行,热处理后的陶瓷材料的纳米孔结构具有更高的热稳定性。