硅碱钙石微晶玻璃中晶相相变

采用高纯的SiO2、Al2O3、KNO3、Na2CO3、CaCO3及CaF2熔融制备了组成为8.4Na2O 1.3Al2O3 5K2O 10.8CaO 64SiO2 10.5 CaF2的硅碱钙石微晶玻璃,采用热力学计算及DTA,XRD和SEM等技术手段对其热处理过程中硅碱钙石和硬硅钙石晶相间的竞争和转变进行研究。经550℃热处理1h后,母体玻璃中有氟化钙晶相析出;在700℃下热处理1h后析出硬硅钙石晶相;在750～850℃下热处理1h后主晶相转变为硅碱钙石。经在700℃下延长微晶玻璃的热处理时间,观察到由硬硅钙石向硅碱钙石的晶相转变。这一转变趋势得到热力学计算的验证。     

硅碱钙石微晶玻璃中析晶过程的研究

通过烧结法制备了硅碱钙石微晶玻璃,并结合XRD,DJA、SEM等测试方法对其晶化过程中的晶相与显微结构演变进行了探索.结果表明,基础玻璃中CaF2晶体的成核自568℃开始.当热处理温度达到650℃时,以CaF2为晶核.析出的晶体以Frankanlenite为主,以及硅碱钙石和少量的石英、氟化钙晶体.750℃硬硅钙石开始形成,在850℃以上,硬硅钙石成为主晶相.     

Al2O3对R2O-CaO-SiO2-F系废渣微晶玻璃析晶与性能的影响

以花岗岩废渣为主要原料,用熔融法制备了R_2O-CaO-SiO_2-F系微晶玻璃。采用差示扫描量热法、X射线衍射、扫描电子显微镜等测试方法研究了Al_2O_3含量对RO-CaO-SiO_2-F系微晶玻璃的析晶与性能的影响。结果表明:随着Al_2O_3含量的增加,硅碱钙石与硬硅钙石晶体细化;Al_2O_3含量(质量分数)为6.0%的基础玻璃经560℃核化2 h、910℃晶化2 h后的主晶相为硅碱钙石,其抗弯强度和断裂韧性分别为(154±20)MPa、(2.37±0.12)MPa·m~(-1/2);当Al_2O_3含量增加至6.5%时,硅碱钙石减少、氟化钙增多,力学性能降低。     

氟硅碱钙石微晶玻璃快速微晶化机理研究

以34.8SiO_2、15.0 CaF_2、13.6 CaO、9.4 Na_2O、1.4 K_2O、3.5 ZnO、4.7 TiO_2(重量百分比)组成玻璃为基础制备具有快速微晶化特性的R_2O-CaO-SiO_2-F系微晶玻璃。采用差热分析(DTA)技术、X射线衍射(XRD)技术、场发射扫描电镜(FESEM)研究了微晶玻璃分相的成因、分相对析晶的影响和作用规律、机理。XRD分析得出微晶玻璃中的晶相为硬硅钙石、氟化钙和氟硅碱钙石,证实低温放热峰为分相峰。分相峰温度为611℃,析晶峰温度为725℃。分相处理降低了析晶活化能,从而缩短了析晶的时间。扫描电镜观察到玻璃样品的分相微观形貌为花瓣状,析出的晶粒的形貌为堆叠在一起的小球颗粒,并连通在一起为"蠕虫"状。说明分相使结晶成分偏聚于某一相,有利于基础玻璃的快速析晶;析晶过程是在分相基础上,球形相的有序化和聚集生长。     

Na2O-CaO-SiO2-MgO-Al2O3-ZnO微晶玻璃制备及晶化行为的研究

本文设计了Na2O-CaO-SiO2-MgO-Al2O3-ZnO体系,采用熔融法制备了以磷渣为主要原料的微晶玻璃,磷渣在微晶玻璃中的使用率达到67～75%,并利用XRD,SEM等确定了玻璃的最佳热处理制度,研究了Na2O对微晶玻璃析晶及特征的影响.结果发现经过 750 ℃核化4 h,850 ℃晶化2 h,得到主晶相为硅灰石(CaSiO3)和菱硅钙钠石(Na2Ca2Si3O9)的微晶玻璃.玻璃中表面析晶和整体析晶同时存在,其中Na2O可促进整体析晶和菱硅钙钠石的析出.     

MgO含量对RSCAF体系微晶玻璃析晶行为的影响

采用MgO取代R₂O-SiO₂-CaO-Al₂O₃-F(RSCAF)体系中的部分CaO制备了微晶玻璃,系统研究了MgO含量对该微晶玻璃析晶行为的影响。结果表明,RSCAF体系中不含MgO时(CaO含量为16.5%,质量分数,下同),经过热处理后微晶玻璃的主晶相为硅碱钙石,微观形貌中结晶相呈犬牙交错状,微晶玻璃的密度小于基础玻璃。当RSCAF体系中MgO的含量为0%~3%时,微晶玻璃的结晶度随着CaO含量的减少而降低;随着体系中MgO含量的进一步增加以及CaO含量的减少,微晶玻璃的主晶相由硅碱钙石逐渐向透辉石转变,微观形貌中呈柱状、片状的透辉石相增多,密度也逐渐增加;当体系中MgO的含量增加到4%(CaO含量降低至12.5%)时,微晶玻璃的主晶相完全转变为透辉石,且透辉石的结晶度相对主晶相为硅碱钙石时有所增加,微晶玻璃的密度大于基础玻璃。     

CaO-SiO2-R2O-F系微晶玻璃的制备

通过烧结法制备了CaO-SiO2-R2O-F系微晶玻璃,用XED、DTA方法对微晶玻璃的析晶温度、物相组成等进行了分析,并通过SEM观察了微晶玻璃的断面形貌.讨论了热处理制度对析晶的影响.结果表明:晶化温度对微晶玻璃析晶过程有显著的影响.在晶化温度为870℃时,主晶相为枪晶石,化学式为ca4(F15(OH)05)si2O7在这个温度下,析出了大量的枪晶石晶体,还有少量的硅碱钙石及ca2SiO2F2晶体.     

R_2O-CaO-SiO_2-Al_2O_3-F系微晶玻璃析晶动力学

以熔融法制备的R_2O-CaO-SiO_2-Al_2O_3-F(RCSAF)系微晶玻璃为研究对象,利用热重分析、X射线衍射等手段分析微晶玻璃的形核和晶体生长动力学。借助Gaussian拟合,获得了微晶玻璃的形核和晶体生长动力学函数。并绘制了非等温加热条件下R_2O-CaO-SiO_2-Al_2O_3-F系微晶玻璃的温度–时间–转变(T–T–T)曲线,获得了微晶玻璃形核和晶体生长动力学Gaussian拟合函数关系模型。通过无模式函数模型计算得知微晶玻璃的析晶活化能Ea=357.74 k J/mol,析晶指数n=3.13,微晶玻璃以整体析晶的方式析出晶体。确立了时间、温度和析出晶相对R_2O-CaO-SiO_2-Al_2O_3-F系微晶玻璃析晶率曲线的影响规律。微晶玻璃析出的CaF_2晶体颗粒均匀弥散的分布于硅碱钙石和α-硅碱钙石中,扫描电子显微镜照片呈现的典型晶体结构进一步验证了RCSAF系微晶玻璃的晶体析出过程。     

CaF_2含量对CaO-SiO_2-R_2O-F系微晶玻璃晶化行为的影响

采用烧结法制备了CaO-SiO_2-R_2O-F(R=Na, K)系微晶玻璃,并结合XRD、DTA、SEM等测试方法,探讨了CaF_2含量对CaO-SiO_2-R_2O-F系微晶玻璃晶化行为的影响.结果表明:添加适量的CaF_2能有效地促进微晶玻璃的析晶.在一定热处理制度下,制备出的微晶玻璃内含大量互锁的板条状晶体和针状晶体,主晶相为硅碱钙石和Frankamenite(一种富含氟的硅碱钙石).随着CaF_2含量的增加,晶体的含量逐渐提高,晶体数量逐渐增大,尺寸逐渐减小.     

Al2O3对钢渣提铁后二次渣制取的微晶玻璃性能的影响

为了利用大量的钢渣、改质剂A和改质剂B等固体废弃物制备具有高附加值的微晶玻璃,将钢渣与改质剂A和B混合熔融提铁并采用DTA、XRD、SEM等手段研究了Al2O3对钢渣提铁后二次渣制取的微晶玻璃性能的影响.结果表明,当Al2O3质量分数为3％ ～6％时,试样的主晶相为硅灰石,微晶玻璃晶体呈粒状,晶体结构疏松且有少许气孔存在;随着Al2O3含量的增加,微晶玻璃的主相由硅灰石转变为镁黄长石和钙铝黄长石.当Al2O3质量分数为15％时,析晶动力学参数k(Tp)最大,析晶能力强,此时微晶玻璃的晶粒尺寸为1～2 μm左右,且晶相结构致密,其抗弯强度为49.85 MPa,显微硬度为3.60 GPa,抗压强度为181.47 MPa,符合建筑装饰用微晶玻璃的国家标准要求.     

冷藏运输用Al_2O_3-H_2O纳米流体蓄冷相变时间分析

利用恒温浴槽分别对质量分数为5%,Al2O3粒径分别为10,20,50,100,500 nm和粒径为10 nm,质量分数分别为5%,10%,12%,15%,20%的两组Al2O3-H2O纳米流体进行冻结,分析了纳米流体和去离子水在冻结过程中的温度变化,讨论了Al2O3粒径和浓度对冻结过程的影响。结果表明,在去离子水基液中加入Al2O3纳米颗粒,减少了凝固相变时间,且当质量分数为5%时,相变时间随粒径增大而增加,粒径为10 nm时,相变时间最短;当粒径为10 nm,质量分数小于10%或大于12%时,相变时间均随质量分数的增大而增加,但质量分数为12%时,相变时间最短。相对于冰作为蓄冷材料,纳米蓄冷材料可节省蓄冷时间,有效提高能源利用效率。     

CaO/Al2O3比对高铝钢连铸保护渣凝固结晶行为的影响

针对目前高铝钢用常规结晶器保护渣中SiO2易被钢液中Al还原导致连铸坯质量缺陷及非反应性保护渣消耗量偏低和润滑差的问题,基于CaO-SiO2-Al2O3三元系相图设计了SiO2含量为20%(w)的CaO-SiO2-Al2O3连铸保护渣,并采用热丝法模拟研究了CaO/Al2O3比对该渣系凝固结晶行为的影响. 结果表明,随CaO/Al2O3比的增加,保护渣的结晶性能增强;CaO/Al2O3比在0.7~1.3范围内其凝固固相分数较小,与现用工业渣具有相似的润滑作用. 综合考虑保护渣的传热和润滑作用,高铝钢保护渣中CaO/Al2O3比范围应为0.7~1.3.     

均匀凝胶法制备CuO-ZnO-Al2O3-Cr2O3/HZSM-5催化二氧化碳加氢合成二甲醚

采用均匀凝胶法制备了CuO-ZnO-Al2O3-Cr2O3/HzSM-5催化剂,采用X射线衍射(XRD)、傅立叶红外光谱(FT-IR)和热重-差热分析(TG-DTA)进行了表征,并在固定床微型反应器中考察了反应温度、反应压力,CuO与ZnO质量比、Al2O3和Cr2O3的质量分数对CuO-ZnO-Al23-Cr2O3/HzSM-5催化剂在CO2加氢制备二甲醚反应中催化性能的影响.结果表明,在533 K,3MPa,H2与CO2体积比为3和反应混合气体积空速为1600 h-1的条件下,在CuO与ZnO质量比2,Al2O3和Cr2O3分别占催化剂质量的10.0%和1.5%的CuO-ZnO-Al2O3-Cr2 O3/HZSM-5催化剂作用下,CO2的单程转化率达到28.94%,二甲醚的选择性和收率分别为31.76%和8.76%,甲醇和二甲醚的总收率达到13.98%.     

SiO2-Al2O3-MgO-K2O-(F)系玻璃陶瓷的分相和析晶

应用差热分析、X射线衍射分析、扫描电子显微镜等技术，研究了氟含量在SiO2—Al2O3—MgO—K2O系玻璃陶瓷分相及析晶中的作用。结果表明：当玻璃中不含氟时，试样在高温发生整体析晶，析出晶相为堇青石(Mg2Al4Si5O18)。当玻璃中含有质量分数为1．0％的氟时，玻璃的玻璃转变温度及析晶温度都有所降低，但首先在玻璃表面析出云母晶体，玻璃内部发生分相。随着析晶温度的升高，试样内部析出相互交错条状云母晶体。当玻璃中氟的质量分数达到4．0％时，云母晶体呈针片状整体析出，而且析晶温度进一步降低。     

超支化液晶/Al_2O_3/环氧树脂复合材料电性能研究

采用机械共混及模压成型工艺将Al2O3粉体,含H20哑铃状液晶化合物(HLCP)与环氧树脂(E-51)共混制备了HLCP/EP/Al2O3复合材料。研究了Al2O3含量对材料热稳定性、导电性能、导热性能及热膨胀的影响。结果表明:材料的导热系数、介电常数及热稳定性随Al2O3含量的增加而增大,当Al2O3粉体质量分数达到70%时,材料导热系数是纯环氧树脂的1.7倍;介电损耗、线膨胀系数随Al2O3含量的增加而减小,当Al2O3粉体质量分数为60%时,介电常数为3.71。同时,由于HLCP网格的存在,降低了材料的内耗,提高了复合材料的玻璃化转变温度,增强了电性能。     

双改性Al2O3/PVDF杂化膜的制备和性能研究

为了提高PVDF膜的亲水性和力学强度,利用硅烷偶联剂乙烯基三甲氧基硅烷和碱液分别对Al2O3粒子和聚偏氟乙烯（PVDF）进行了改性,并以改性后产物为制模材料,以过氧化苯甲酰（BPO）为引发剂,将改性纳米Al2O3粒子引入到PVDF中,通过热致相变法制备了双改性Al2O3/PVDF杂化膜。随后,考察了硅烷偶联剂对Al2O3粒子粒径及不同碱浓度和碱处理时间对PVDF结构的影响,并对制备的双改性膜做了性能测试。结果表明,当添加的硅烷偶联剂的质量分数为33%时,Al2O3粒子的粒径降为43.47 nm,在此基础上,当添加的改性Al2O3粒子的质量分数为5%时,杂化膜的截留率为83.1%,通量为621.5 L/m2.h,膜的拉伸强度达到5.01Mpa,改性纳米Al2O3粒子的引入,是杂化膜通量和力学强度提高的主要原因。     

DTB连续结晶器在去除水合肼中十水碳酸钠的应用

去除水合肼中十水碳酸钠,传统工艺采用间歇结晶方式。间歇结晶方式存在许多缺点,如设备结疤严重、生产能力小、劳动强度大。介绍了采用连续冷却结晶设备（DTB冷却结晶器）去除水合肼中十水碳酸钠的方法。连续结晶工艺,克服了间歇结晶工艺的缺点。采用DTB冷却结晶器去除水合肼中的十碳酸钠,可使其质量分数由12.03%降低至0.55%。介绍了DTB冷却结晶器的工作原理,简述了冷却结晶设备及配套设备的设计要点。     

CaCl2-HCl-H2O体系中铁、镁、铝对 二水硫酸钙转晶过程影响研究

以CaCl2-HCl-H2O电解质溶液为转晶介质,在70 ℃、3.5 mol/kg氯化钙、0.5 mol/kg 盐酸的实验条件下,研究金属杂质Mg2+、Al3+、Fe3+对二水硫酸钙转半水硫酸钙的转晶时间、晶体形态变化的影响。以结晶水含量变化确定转晶时间,以晶体图片表征晶体形态的变化。结果表明：在该体系中,杂质离子促进转晶过程的进行。当Mg2+、Al3+质量分数超过0.01%后,转晶时间分别缩短至1.5、1.0 h左右后趋于稳定;当Fe3+质量分数超过0.001%后,转晶时间缩短至1.0 h左右后趋于稳定;杂质离子含量较低时,不同金属杂质离子对转晶过程促进作用的大小顺序为Al3+＞Fe3+＞Mg2+;晶体逐渐由片状变为针状,且维持针状形态。     

钙钛锆石玻璃陶瓷体的晶化和抗浸出性能

以SiO2、A12O3、B2O3、CaO、TiO2和ZrO2为原料,加入3％CeO2（质量分数,下同）作为模拟核素,利用熔融法制备钙钛锆石基玻璃陶瓷体,对含锕系元素的放射性废物进行固化处置。通过X射线衍射仪和场发射扫描电子显微镜等对热处理后玻璃陶瓷体进行表征。以电感耦合等离子体质谱测试玻璃陶瓷体抗浸出性能。结果表明：在晶化温度为1050℃,B203掺量为12．5％时,玻璃陶瓷体中低质量分数的TiO2和ZrO2更易参与生成钙钛锆石晶体,但固化体中仍有其他晶相存在;在同样晶化温度下,B203掺量为8．33％时对玻璃陶瓷体形成钙钛锆石单一晶相较为有利,且具有较好的抗浸出性能,其中Ce在产品一致性测试法下元素标准化浸出率7d后维持在10^-6数量级,固化效果明显。     

组成对MgO-Al2O3-SiO2系统分相析晶的影响

对MgO-Al2O3-SiO2系统的分相与析晶进行了探讨,通过对不同组成点在热处理各阶段的试样进行XRD、TEM及DTA分析,研究了玻璃组成对玻璃的分相和析晶的影响.结果表明:当组成中MgO/Al2O3越大且同时SiO2含量越高,越利于该系统产生分相.当MgO/Al2O3大于3且SiO2含量大于68mol％时,水淬试样产生分相.SiO2含量较高时,分相液滴很容易聚集在一起,形成连通的蠕虫状分相粒子.随着SiO2含量的降低,玻璃的析晶放热峰温度逐渐降低,而且析晶放热峰变得尖锐,玻璃析晶趋势增强.当SiO2含量越低且MgO/Al2O3越大时,越利于该系统析晶.