透辉石改性粉煤灰基莫来石的性能和微观结构

为提高粉煤灰基莫来石的力学性能,以透辉石为烧结助剂,低温条件下采用无压烧结法制得了致密高强的莫来石.通过对莫来石线收缩率、体积密度、抗折强度、孔结构的测试,并借助X射线衍射、显微镜观察、扫描电镜微观分析等方法,研究了不同烧结温度时透辉石掺量对莫来石性能和结构的影响.结果表明:烧结温度为1400℃、透辉石掺量为8;时制得的莫来石性能最佳.此时,莫来石试样的线收缩率、体积密度和抗折强度最大,分别为13.3; 、2.88 g/cm3和160.6 MPa;试样的显气孔率仅为2.5;,莫来石试样致密程度高.透辉石在高温(≥1250℃)下熔融成液相,不但可填补莫来石烧结形成的孔洞,提高了试样结构的致密性,且有利于莫来石液相烧结,促进莫来石晶相的形成,莫来石晶相由细针状发育成短柱状,晶粒交叉生长,形成致密高强的粉煤灰基莫来石.     

不同煅烧方式对粉煤灰水热合成沸石的影响

针对粉煤灰中含有活性较差的莫来石和石英晶体,在不同条件下对粉煤灰进行活化处理,水热晶化合成出不同种类的沸石样品.试验结果证明加碱煅烧活化效果较好,并对其活化机理、煅烧温度和结块现象等进行了研究.     

海泡石显微结构对涂层材料隔热性能影响

将天然海泡石多孔矿物材料进行适当粒度的球磨加工,制成隔热涂料.本文从海泡石的粒径、分散程度及显微结构对涂料隔热性能影响的角度出发用SEM、TEM对海泡石显微结构进行表征.结果表明:以适当球磨工艺制备的海泡石微粉为隔热添加剂的隔热涂料,与以一般加工方法制备的海泡石矿粉为隔热添加剂的隔热涂料相比,隔热效果可提高5℃.通过SEM、TEM分析,球磨后海泡石显微结构发生了改变,由纤维的簇状结构变成由大量单个纤维组成的团聚体.经超声波分散后,海泡石纤维的团聚态被打破,涂料的隔热效果可再提高2℃.涂层隔热效果不仅仅与海泡石纤维颗粒粒径有关,还与海泡石纤维分散程度及显微结构有关.     

PET纤维增韧的粉煤灰泡沫地质聚合物热性能分析

通过碱激发的方式,以循环流化床粉煤灰(CFA)作为唯一的硅铝质原料,制备了聚酯纤维(PET)增韧的发泡地质聚合物.通过改变PET纤维掺量和纤维长度来确定最优配比,然后将最优配比的地聚物放入不同的温度环境下(200℃,400℃,600℃,800℃,1000℃)进行热处理.结果表明,最优的纤维掺量和纤维长度分别为0.1wt;和12 mm,对应的地质聚合物具有最低的容重(约404 kg/m3)和最高的抗折和抗压强度(分别为0.87 MPa和2.19MPa).热处理之后的结果表明,随着热处理温度的提高,地聚物容重和强度基本上呈现出单调递增的态势.SEM和XRD检测结果表明,样品强度的提高主要归因于晶体的形成,以及地聚物凝胶体系在高温环境下发生熔融和相转变后自凝聚的结果.高温焙烧地质聚合物的实验结果也验证了由地聚物制备陶瓷的可能性.     

固相法合成NaA型粉煤灰沸石对染料废水的吸附性能研究

以粉煤灰为原料,采用固相法合成NaA型粉煤灰沸石.通过静态吸附实验,研究了吸附时间、pH值、溶液浓度以及吸附温度对粉煤灰沸石吸附脱除亚甲蓝性能的影响.通过SME、XRD对产品进行表征,探讨了亚甲蓝在粉煤灰沸石上的吸附行为.结果表明:经XRD分析,合成产物主要为NaA型沸石.SEM分析表明,产物分别具有纺锤体及NaA型沸石立方体骨架结构;在吸附温度25 ℃,pH值>5,粉煤灰沸石投加量8 g·L-1,吸附30 min时,NaA型沸石对初始浓度为50~100 mg·L-1的亚甲蓝去除率均可达90;以上,较粉煤灰提高了45;;与商品沸石的吸附性能相当.合成的粉煤灰沸石吸附亚甲蓝过程符合Langmuir模型,其为单分子层吸附.     

CeO2对β-Sialon-cBN复合材料显微结构和力学性能的影响

以CeO2作为烧结助剂,采用高温(1700℃)、高压(5 GPa)烧结,制备出β-Sialon-cBN陶瓷基复合材料,观察了样品的断面微观形貌,并测试了样品的气孔率、密度,抗弯强度和硬度.研究了不同百分含量的CeO2对β-Sialon-cBN复合材料的显微结构和相关力学性能的影响.结果表明:随着烧结助剂CeO2的加入,促进了β-Sialon与cBN之间的界面结合,β-Sialon长径比提高.结果增强了β-Sialon-cBN复合材料的致密性,使复合材料的抗弯强度和硬度增大.     

废渣微晶玻璃析晶行为分析及热处理制度的优化

以镍渣及粉煤灰为主要原料,使用熔融法制备了复合渣微晶玻璃,渣的综合利用率达到62;,依据DSC曲线确定基础玻璃的热处理制度,并利用修正的JMA方程,对其进行了析晶动力学分析.借助极差分析、XRD、SEM等测试方法探讨了热处理制度对该系统微晶玻璃的影响.结果表明:复合渣微晶玻璃析晶活化能E=91.4 kJ/mol,动力学参数k(Tp)=0.277,n=3.04,该微晶玻璃以体析晶的方式析晶且析晶能力较强,主晶相为普通辉石和透辉石;热处理制度对玻璃体系的微观组织结构及力学性能均有较大影响,且温度因素大于时间因素;经730℃保温1.5h微晶化热处理后能获得晶粒细小均匀、力学性能良好的复合渣微晶玻璃.     

La3+和Ce4+对尾矿微晶玻璃显微结构及性能的影响

选用白云鄂博尾矿及粉煤灰为主要原料,采用熔融法制备得到了CaO-Al2 O3-MgO-SiO2(CAMS)系尾矿微晶玻璃.借助差热分析、X射线衍射以及扫描电子显微镜、维氏硬度仪等研究了La2 O3和CeO2对尾矿微晶玻璃析晶行为、显微结构及性能的影响.结果表明,添加La2 O3和CeO2后尾矿微晶玻璃的主晶相均未发生改变,但稀土的添加会诱导微晶玻璃内产生元素集聚体.聚集体内Si元素分布均匀,稀土元素以及Al、Na聚集,元素Ca和Fe缺失.聚集体的形成致密化玻璃网络结构,从而增加裂纹扩展阻力,消耗裂纹扩展过程中的能量,抑制裂纹的扩展并最终提高材料的维氏硬度.     

基于粉煤灰原料的β-Sialon粉体制备及其微波烧结性能

以粉煤灰为主要原料,采用碳热还原氮化法合成β-Sialon粉体,再以该粉体为主要原料,添加适量Y2 O3烧结助剂,利用微波无压烧结技术研究β-Sialon陶瓷的微波烧结行为.结果表明:活性炭与粉煤灰质量比值(m./mf)为0.43,氮气流量为0.5 L/min,合成温度为1450℃,保温6h条件下,获得显微形貌为粒状,z=2的β-Sialon粉体;在微波烧结温度为1500℃,保温时间为20 min条件下,获得试样的密度为2.86 g/cm3,相对密度为92.3;,HV0.5为1528.     

用粉煤灰和高岭土混合原料合成β-Sialon粉体

以粉煤灰、高岭土混合物为原料,采用碳热还原氮化法制备了不同z值的β-Sialon粉体.研究了原料组成(Si/Al值)、活性炭配量以及反应温度对合成产物物相的影响.利用X射线衍射仪分析产物物相的组成,用扫描电子显微镜对产物的显微形貌进行分析.结果表明,当原料中Si/Al值为1.5,配炭量过量100;时,在1450℃保温6h条件下,可以合成主要物相为Si3Al3O3N5(β-Sialon,z=3)的粉体,粉体的显微形貌呈现纤维状;当原料中Si/Al值为1.7,配炭量过量150;时,在1450℃保温6h条件下,可以制备主要物相为Si4Al2O2N6(β-Sialon,z=2)的粉体,粉体的显微形貌呈现纤维状和板状.     

粉体粒度对硅藻土基微孔陶瓷结构和性能的影响

以硅藻土为主要原料,采用固相烧结法,制备了硅藻土基微孔陶瓷,探讨了粉体粒度对其比表面积、烧结样品的孔径及其分布、孔隙率等性能的影响.结合SEM、BET、压汞仪等手段对样品进行了表征.结果表明:在d50=3.57～1.17 μm间,随粉体粒度的减小,粉体比表面积上升,烧结样品的平均孔径及孔隙率下降,其后孔径分布变宽并出现团聚;d50=1.17 μm时,粉体比表面积48.59 m2/g,烧结样品平均孔径157.8 nm,孔隙率39.3;;对孔雀石绿溶液的脱色研究表明,粉体粒度减小,多孔陶瓷的脱色能力增强,反应420 min,d50=1.17 μm粉体烧结样品的脱色率达90.8;.     

烧结温度对陶瓷/青铜结合剂性能与显微结构的影响

通过粉末冶金法制备出陶瓷/青铜结合剂,青铜结合剂(mCu∶mSn=85∶15)与陶瓷结合剂质量比3∶1.结合电子万能试验机、洛氏硬度仪、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪等,研究了烧结温度对陶瓷/青铜结合剂性能及结构的影响.结果表明:随烧结温度的升高,陶瓷/青铜结合剂密度、抗折强度和抗冲击强度呈先上升后下降的趋势;且烧结温度为620 ℃时,陶瓷/青铜结合剂综合性能较优,其密度为5.43 g/cm3、抗折强度为170 MPa、抗冲击强度为9.76 kJ/m2、硬度(HRB)为126;温度升高促进铜锡元素合金化及陶瓷与青铜结合剂界面之间元素的相互渗透;且经620 ℃烧结后,铜锡之间全部以α+δ共析相存在,金属和陶瓷界面结合性好,提高了陶瓷/青铜结合剂的综合性能.     

成型压力对SiCnf增韧SiC陶瓷基复合材料微观结构和性能的影响

研究采用不同成型压力制备不同体积分数的SiC纳米纤维预制体,并通过前驱体浸渍裂解和反应熔渗联用工艺制备了SiC纳米纤维增韧SiC陶瓷基复合材料.研究了成型压力对SiC陶瓷基复合材料结构和性能的影响.结果表明,通过模压成型可实现高体积分数的SiC纳米纤维预制体的制备.当成型压力为40 MPa时,预制体SiC纳米纤维体积分...     

固溶TaB2对HfB2-SiC陶瓷材料的组织结构与力学性能的影响

以HfO2、Ta2O5和B为原料,通过硼热还原法原位固溶TaB2制备出HfB2粉体,然后加入20vol;SiC,通过放电等离子烧结(SPS)制备HfB2-SiC复相陶瓷,探究固溶TaB2对陶瓷显微结构和力学性能的影响.结果表明,随着固溶TaB2含量的增加,合成HfB2粉体的粒径显著降低,HfB2-TaB2固溶体的晶格常数减小.在SPS烧结下,固溶不同含量TaB2的HfB2-SiC陶瓷粉均实现全致密,但随着固溶TaB2含量的增加,HfB2-SiC陶瓷材料的硬度和韧性略有降低.     

烧结工艺参数对Al2O3/SiC陶瓷刀具材料微观结构及力学性能的影响

烧结工艺参数对陶瓷刀具材料的机械力学性能具有重要影响.利用正交试验法研究了烧结温度、烧结压力和保温时间三个工艺参数对Al2O3/SiC陶瓷刀具材料微观结构及力学性能的影响.用极差分析法对正交试验结果进行了分析.结果表明烧结温度是影响Al2O3/SiC陶瓷刀具材料机械力学性能最重要的因素,其次是烧结压力和保温时间;刀具材料的断口形貌表明烧结工艺参数,尤其是烧结温度对微观组织结构和力学性能具有重要影响.正交试验结果和微观组织结构形貌分析具有很好的一致性.     

La2O3对莫来石陶瓷微观组织结构的影响

采共沉淀法制备了高纯度莫来石前驱粉体,掺杂La2O3制备莫来石复合陶瓷.利用XRD、SEM等方法对矿物组成和显微结构进行分析表征,并用X'pert High score Plus软件计算莫来石晶格常数,间接分析La2O3掺杂机理.实验结果表明,La2O3的掺杂改变了莫来石陶瓷的微观组织结构,莫来石晶粒由短棒状转变为网状和层状结构;La2O3的掺杂改变了物相组成,生成La1.66Al23.08O37.04,有助于提高莫来石陶瓷的致密性,在1500℃烧成时试样达到理论密度的95;.     

保温时间对添加废陶粒砂制备支撑剂结构和性能的影响

为了缓解高品位铝矾土资源日益匮乏的现状,同时降低支撑剂的生产成本,本研究以二级铝矾土和固废陶粒砂为主要原料,通过添加锰矿粉和白云石作为烧结助剂,最终经1260℃烧结制备得到刚玉-莫来石基陶粒支撑剂.在烧结过程中,讨论了保温时间对支撑剂物相结构和性能的影响.结果表明:随着保温时间的延长,支撑剂物相开始析出针状莫来石,而且晶粒尺寸逐渐变大,随之转变为棒状莫来石并与颗粒状的刚玉相互交叉分布于支撑剂内部,从而形成致密的交联结构.当保温时间为2 h时,支撑剂的性能最佳:体积密度为1.65 g/cm3,52 MPa闭合压力下的破碎率达到8.5;,符合石油天然气行业标准要求,说明固废陶粒砂可以被循环利用制备支撑剂.     

SiO2对MgO陶瓷烧结性能影响

以微米MgO (AR)为主要原料,纳米SiO2 (AR)为添加剂,制备镁基陶瓷材料,旨在提高MgO陶瓷烧结性能.通过XRD和SEM等检测手段对煅烧后试样的物相组成和微观结构进行表征,重点研究添加剂SiO2对MgO陶瓷的物相组成、结构及相对密度影响.结果表明:添加SiO2对MgO陶瓷基体起到促烧作用.随着SiO2加入量的增加,烧后试样的相对密度和烧后线变化率呈先增大后减小趋势.加入4mol;的SiO2,经1550℃煅烧后试样相对密度达到96.5;;引入的SiO2与基体中的MgO生成M2SO4新相,同时钉扎在方镁石晶界及晶界气孔处,通过抑制方镁石相的晶界移动,进而阻碍方镁石晶粒的长大,促进了基体致密化程度.