ZrSiO4-Al2O3系材料高温反应的研究

借助X衍射仪(XRD)和具有能谱仪(EDAX)的扫描电镜,研究了粉状ZrSiO4和a-Al2O3间生成化学计量成分3Al2O3·2Si02的固态反应.在1 400～1600℃温度区间和0.5～60h的时间内获取了试验数据.结果表明,ZrSiO4和-Al2O3反应形成晶体ZrO2和莫来石(基本为3Al2O3·2SiO2成分)及SiO2-Al2O3非晶相(前驱莫来石).在1 600℃时,反应最快的阶段是ZrSiO4的分解.试验结果表明错英石的分解是一级反应.Al2O3颗粒的溶解和Al扩散到非晶相可能是反应最慢阶段.     

刚玉-莫来石-锌铝尖晶石复相材料的合成与烧结

热力学计算表明:在Al2O3SiO2ZnO三元体系中,硅酸锌(Zn2SiO4)和锌铝尖晶石(ZnAl2O4)生成Gibbs自由能在温度为1326.85℃以下是负值,莫来石(3Al2O3·2SiO2)的Gibbs生成自由能在温度为426.85℃以上是负值。系统中Al2O3富存的条件下,Al2O3可与Zn2SiO4反应生成锌铝尖晶石。以ZnO,SiO2,Al(OH)3为原料,通过固相反应合成刚玉莫来石锌铝尖晶石复相材料。研究烧结温度和气氛对刚玉莫来石锌铝尖晶石复相材料的合成与烧结性能的影响。用X射线衍射分析复相材料中的物相成分。用扫描电子显微镜观察复相材料的显微结构。结果发现:Al2O3SiO2ZnO三元体系在所选择的配料点,1300℃及1600℃时均能生成刚玉、莫来石、锌铝尖晶石3种物相,不会出现低熔点的硅酸盐相,这明显区别于Al2O3MgOSiO2三元体系,该体系在1500℃左右会出现低熔点相。试样在900℃烧成后出现锌铝尖晶石相。随着温度升高,试样的致密化过程加快,部分抵消了1300℃左右莫来石形成所产生的体积膨胀。当烧结温度高于1300℃时,试样的致密化过程大大加快。还原性气氛不利于刚玉莫来石锌铝尖晶石复相材料的合成与烧结。     

Al2O3微粉和SiO2微粉对刚玉-莫来石材料性能的影响

在板状刚玉细粉中添加粘土或Al2O3微粉和不同种类的SiO2微粉制成刚玉-莫来石试样,分别于1200℃、1400℃和1600℃保温5 h烧成后,测定试样的体积密度、显气孔率和烧后线收缩率,利用XRD分析了试样在不同温度段的莫来石生成量,研究了添加Al2O3微粉和不同种类的SiO2微粉对材料的烧结性能和莫来石化的影响,并利用SEM观察了试样的显微结构.结果表明(1)加入Al2O3微粉和SiO2微粉均有利于材料的烧结;加入SiO2微粉的纯度和晶形不同,对试样莫来石化的影响也不同,无定形态SiO2微粉(即硅灰)的纯度越高,试样的莫来石生成量也越高.(2)加粘土的试样,其显微结构中柱状莫来石的晶体特征比较明显;而加入SiO2微粉的试样,其莫来石晶体和刚玉晶体相互交错,晶粒较小.     

添加V2O5对SiO2-Al2O3-MgO系微晶玻璃析晶的影响

为了探讨V2O5对SiO2-Al2O3-MgO系微晶玻璃的析晶的影响,制备了添加质量分数为8%V2O5的玻璃.用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)与电子探针(EPMA)等技术研究了玻璃的析晶特征.结果表明:与未添加V2O5的试样相比,V2O5加入促进了玻璃在较低的温度下析晶.在630℃保温3h后,在玻璃中已开始析出莫来石晶体.随着析晶温度的提高和保温时间的延长,在试样中同时析出莫来石和云母晶体,云母晶体的尺寸和数量逐渐提高,晶体所占体积百分数逐渐增大,而莫来石晶体的尺寸变化不明显,最终形成均匀分布的云母/莫来石复合体.当析晶温度达到1050℃时,玻璃中晶体的析出反而减少,晶体的相互交错度与所占的体积百分数均有所降低.EPMA结果显示试样析晶后,V2O5留在残余玻璃中,表明V2O5没有参与晶体的直接形核,而是以网络外体的形式存在于玻璃体系中,削弱了玻璃的结构,导致晶体析出温度降低.     

莫来石/刚玉质耐火材料与碱性沉积物腐蚀反应的实验研究

莫来石及刚玉质耐火砖,通常用于生产球团铁矿的回转窑,从球团铁矿回转窑里沉积下来的物质,用于实验室进行耐材/沉积物的反应实验及沉积组分对耐火砖的渗入实验。实验材料分为块状和粉末状两种形式。碱金属碳酸盐(包括钠和钾)作为腐蚀剂,促进化学反应。耐材/沉积物试样界面的形态变化及活跃的化学反应将通过电子显微镜记录。X射线衍射分析表明,碱金属与砖中的莫来石发生反应,钠比钾反应更为明显。霞石(Na2O·Al2O3·2SiO2)、六方钾霞石及钾霞石(K2O·Al2O3·2SiO2)和白榴石(K2O·Al2O3·4SiO2)这些晶相的形成是碱金属和耐火砖之间反应的结果。这些晶相导致砖石材料出现20%~25%的体积膨胀,从而加速腐蚀。     

煅烧煤系高岭石的相转变

通过X射线衍射分析,红外光谱分析,魔角旋转核磁共振和能量色散等测试手段,研究了煤系高岭石在200～1300℃下煅烧的相转变过程。结果表明:煅烧高岭石的相转变经历了4个阶段:脱羟阶段(≈550℃),偏高岭石阶段(550～850℃),SiO2分凝(850～1100℃)及Al2O3分凝阶段(950～1100℃),莫来石阶段(>1100℃)。550℃时高岭石失去羟基水,转变为半晶态的偏高岭石。偏高岭石莫来石的相转变过程中存在SiO2和Al2O3的分凝。能量色散分析证实了分凝Al2O3的存在。950℃的新生相是γAl2O3而不是AlSi尖晶石。莫来石是由偏高岭石分凝形成的SiO2和Al2O3反应而形成的。     

SiO2-MgO-Al2O3-K2O-V2O5-F系玻璃陶瓷的析晶

通过扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)等技术研究了SiO2-MgO-Al2O3-K2O-V2O5-F系玻璃陶瓷析晶。结果表明:V2O5引入到玻璃体后促进了玻璃在较低温度下析出晶体。在800℃等温析晶时,首先在玻璃试样中析出莫来石相,随着温度的提高,逐渐析出云母晶体。当在630℃低温退火后再加热到析晶温度时,材料的组织形态和晶体所占的体积百分数都发生较大的变化。在800℃,莫来石相由星状转变为粒状,而在1000℃时,云母晶体的交错度和纵横比都有较大幅度地提高。     

溶胶-凝胶法低温合成莫来石的研究

以去离子水和无水乙醇为分散介质,以六水合氯化铝为铝源、正硅酸乙酯为硅源,通过1,2-环氧丙烷调凝,采用溶胶-凝胶法合成了莫来石前驱体凝胶。考察了环氧丙烷用量以及水浴温度对凝胶时间及莫来石合成的影响。研究表明,水浴温度65℃、1,2-环氧丙烷与铝的摩尔比为3:1时可以较快的制备出均匀稳定的莫来石前驱体凝胶。利用TG-DTA、XRD、FT-IR对干凝胶热处理过程中的结构变化及相演变进行了分析,结果表明,前驱体凝胶为第一类莫来石凝胶,在热处理过程中没有形成γ-Al_2O_3、铝硅尖晶石等中间相,在990℃左右凝胶晶化放热直接转变成单相莫来石。干凝胶经1000℃煅烧1h后可形成莫来石,1200℃煅烧后莫来石晶相发育良好。在热处理之前凝胶中已经形成Si-O-Al结构,这是莫来石低温合成的最主要原因。     

氧化锆基纳米复相陶瓷研磨介质的研制与应用

用Y-TZP作为基础相,采用成功的粉体制作工艺,复合AlCl3·6H2O进行化学法混合,然后加入自制的纳米莫来石A3S2和纳米SiO2进行混磨,制备了纳米氧化锆复相陶瓷ZTC。利用Y-TZP材料优良的室温力学性能,同时加入适量的添加剂SiO2和Al2O3,促进莫来石材料的形成,提高其在较高温度下抗水解、抗老化、硬度高的性能。所制得的ZTC材料,既保留了TZP材料优良的室温耐磨性,同时又避免了在水热蒸汽下温度高于60℃时TZP材料较易水解老化的问题,与TZP、Al2O3磨介相比,其性能价格比最优,铝球的价格低、锆球的质量好,使材料的应用领域得到扩展。     

含Al2O3/SiO2体系反应烧结过程中莫来石的形成

深刻理解莫来石的形成及其动力学对采用反应烧结方法制备具有良好性能的莫来石或含莫来石陶瓷具有重要的指导意义。本文对几种含Al2 O3 SiO2 体系反应烧结过程中莫来石的形成过程进行了系统总结 ,深入分析了莫来石形成及其动力学机制的影响因素。表明莫来石的形成机制主要取决于反应温度和起始原料的特征 ,低温下 (<165 0℃ )莫来石形成是一个在富SiO2 基质中成核和生长的过程 ,其生长速率受Al2 O3颗粒向非晶富SiO2 基质相中的溶解过程控制 ;而在 165 0℃以上 ,莫来石的成核和生长发生在Al2 O3和SiO2 的界面上 ,生长速率由Al3+ 和Si4 + 通过莫来石层的互扩散过程控制     

底座连接口特征参数对显示器后壳注塑质量的影响分析

在Moldflow分析软件的基础上,对显示器后壳进行仿真研究,以翘曲变形量为质量指标,结合控制变量法进行单因素变动实验,保持注射工艺参数不变,研究显示器后壳底座连接口对制品翘曲变形的影响。对数据进行图表分析,结果表明显示器后壳尺寸定位68.58 cm(27英寸)时,底座连接口选用圆形,连接口位置距离底边26 mm,尺寸为直径21 mm的时候模具翘曲表现更好。     

Effect of the drafting force on the strength of the bottom of the spinneret

In spinning basalt fibres, the drafting force is in the same range as in spinning of glass fibres. The effect of the drafting force can not be considered in the calculation for the strength and rigidity of the bottom of the spinneret. __________ Translated from Khimicheskie Volokna, No. 5, pp. 47–50, September–October, 2007.