硅钙渣作为水泥原料的研究

本文对硅钙渣作为水泥原料的应用进行了研究.结果表明,在实验室条件下采用90%左右的硅钙渣和10%左右的石灰石两种原料配料,在1350～1400℃下煅烧,可以生产性能合格的625号硅酸盐水泥.硅钙渣主要矿物是r-C_2S,与通常粘土配料的熟料形成热比较,采用硅钙渣配料,约可降低熟料形成热6.3×10~5～8.4×10~5J/kg;与同类型生产方式比较,约可节省能耗20%左右.同时,生产1t熟料可利用400～500kg的粉煤灰.     

铌硅酸盐玻璃分相的研究

本文利用DTA、HTMC、XRD等手段和方法对组成为X(Nb2O5·K2O)[(50-x)/2](BaO·3SiO2)的铌硅酸盐光学玻璃的分相进行了研究。研究结果表明 :在该系统玻璃中 ,当Nb2O5 含量≥14%时 ,玻璃中存在着分相现象 ;Na2O5 含量不同 ,分相的类型和机理不同 ,分相对玻璃析晶的影响亦不同     

Eu~(3+)作探针研究铋铕共掺硼硅酸盐玻璃光学特性

利用高温烧结法制备了铕/铋铕共掺硼硅酸盐玻璃系列样品,测量了样品的激发光谱、发射光谱和声子边带谱,利用Eu3+离子作为探针进一步研究了敏化剂Bi3+的掺入对Eu3+发光的影响.结果表明:本文制作的玻璃样品的电子-声子耦合系数比以往报道过的硼铅等玻璃材料的值都要小,但在硼硅酸盐玻璃中掺入Bi3+会使Eu3+的无辐射跃迁概率增加;Bi3+对Eu3+有敏化作用,Bi3+的掺入使材料的共价性增强,对称性降低,这又使得Eu3+的发光整体变强.所以,在硼硅酸盐玻璃体系中,Eu3+发光的增强不仅仅是由于Bi3+对Eu3+的能量传递,而是以上各因素综合作用的结果.     

枪晶石变温拉曼光谱及其固液相微结构研究

枪晶石在传统冶金连铸保护渣中起着十分重要的作用。采用紫外激光光源和电荷耦合器件(CCD)探测器,测定了枪晶石晶体和高温拉曼光谱(温度范围:298~1 723 K),观察了其在变温状态(升温和降温过程)下的特征谱变化。谱图结果显示,枪晶石熔态微结构单元与固态的相比更为多元化,表明熔体状态下多种团簇结构共存。同时,利用枪晶石晶胞结构模型,通过Dmol3密度泛函(DFT)理论计算了其分子振动频率,将其与实验值相结合,确定了特征谱峰的归属,为进一步采用拉曼光谱法原位研究保护渣中枪晶石的结构变化与行为特征提供了重要依据。     

铈掺杂高钆镥氧化物玻璃制备和光谱性能

实验中采用高温熔融法制备了一系列高钆镥硼硅酸盐新型玻璃体系样品,研究了这种新型玻璃体系的玻璃形成区,测量了样品的玻璃稳定性和密度。结果表明,玻璃体系的玻璃形成区较广,玻璃稳定性良好（析晶温度与转变温度的差为262 ℃）,且玻璃样品的密度达到5 g/cm3。以此种玻璃体系作为基质掺入Ce3+离子,测量其透过光谱、激发光谱、发射光谱、X射线激发发射光谱以及Gd3+离子的衰减时间。结果表明,玻璃的透过性能适合Ce3+离子的掺杂,并且Gd2O3和Lu2O3对闪烁体发光都具有积极的影响,同时研究了Gd3+离子和Ce3+离子的能量传递机理及最佳能量传递掺杂摩尔比。从玻璃的物理性能和光谱性能考虑,这种闪烁玻璃系统具有广泛应用于高能物理材料中的一定潜力。     

以硅酸盐材料为背景的教学素材开发

针对一线教师在设计硅酸盐材料一课时面对的困难,开发了与陶瓷、玻璃、水泥相对应的石家河红陶杯、洛阳浮法玻璃、白鹤滩大坝等3个教学素材。包含2个原创实验、7个资料、14个原创提问。开发的素材可用于硅酸盐材料高一新授课或以硅酸盐材料为情境的高三复习课中,也可为原创题的命制者提供参考。素材的选择遵循了立德树人的理念,培养了学生的爱国情怀,同时也提升了高级思维能力。     

水泥基快硬瓷砖胶中铝酸盐复合胶凝体系的试验

通过改变普通硅酸盐水泥与铝酸盐水泥二元体系的比例,测试瓷砖胶的早期、水养和热养拉伸胶粘强度的变化趋势,研究两种三元胶凝材料体系对瓷砖胶拉伸胶粘强度的影响.结果表明:以铝酸盐水泥为主的胶凝材料可满足胶粘强度技术要求.最后,结合其水化结果进行机理分析.     

硅酸盐水泥增强陶瓷模具石膏机理研究

研究了硅酸盐水泥(OPC)对陶瓷模具石膏凝结时间、机械强度及工作性能(吸水性、耐水性、耐溶蚀及耐磨性)的影响,采用XRD,DSC-TG和SEM-EDS测试技术对其作用机理进行深入分析.结果表明:OPC的掺入减少了相同流动度下拌合水量,促进了半水石膏的凝结硬化并使半水石膏硬化体后期强度显著增加,且耐水、耐溶蚀及耐磨性能大幅提高.XRD和SEM-EDS分析表明半水石膏-硅酸盐水泥复合体系主要水化产物有针棒状二水石膏(DH)晶体,细针尖状钙矾石(AFt)晶体及无定形C-S-H凝胶.DH与AFt晶体相互交织生长形成网状结构,C-S-H凝胶填充在晶间孔隙内并覆盖于DH晶体表面使晶胶结构更趋密实,结晶接触点减少,硬化体孔隙率降低、孔径细化,强度、耐水、耐溶蚀性能显著提高;DSC-TG分析得出石膏脱水温度由140℃升至150℃,表明密实的晶胶结构增强了石膏硬化体热稳定性能.     

三取代钨硅酸二聚体有机-无机杂化化合物的合成与结构

合成了2种三取代Keggin结构钨硅酸盐的无机-有机杂化化合物[Na3CuL6(H2O)6][(H3SiW9Fe3(OH)3O34)2(μ-OH)3]·21H2O(1)和(Him)6[Na2(H2O)2{SiW9Al3(OH)3(H2O)2O33(μ3-O2/2)}2]·14H2O(2)(L=6-氨基己酸,im=咪唑).采用X射线单晶衍射法测定了其结构.在化合物1中,2个三取代杂多阴离子SiW9Fe3(OH2)3O10-37缩去3个水分子、共用3个氧原子(Fe—O—Fe)形成二聚杂多阴离子.通过配离子、二聚阴离子和结晶水分子之间的氢键将其连接成晶体.在化合物2中,2个三取代杂多阴离子SiW9Al3(OH2)3O10-37共用AlO6八面体的一个边形成二聚杂多阴离子.钠离子接受2个二聚体的配位形成一维链结构.