Al2O3对稀土尾矿微晶玻璃结构和性能的影响

采用熔融法制备了以白云鄂博稀土尾矿为主要原料的微晶玻璃。利用DTA、XRD、SEM等现代分析手段,系统地研究了Al2O3含量对稀土尾矿微晶玻璃的析晶温度、主要晶相、晶体结构、晶粒大小、密度和耐酸碱腐蚀性能的影响。结果表明:稀土尾矿微晶玻璃的主晶相为透辉石和钙长石;随着Al2O3含量的升高,稀土尾矿微晶玻璃的初始析晶温度逐渐升高、晶体粒度变大、析晶困难、析晶率降低;微晶玻璃的表观密度、抗折强度、耐酸性呈现出先升高后降低的趋势,而耐碱性呈现先降低后升高的趋势。Al2O3的含量在6.43%时,抗折强度最大为200.11MPa。     

氧化铅对白云鄂博尾矿微晶玻璃析晶特性的影响

笔者以白云鄂博尾矿为主要原料,以CaF2为晶核剂并采用熔融法制备得到了尾矿微晶玻璃,通过DSC、XRD、SEM及Raman光谱研究了不同质量的PbO对微晶玻璃析晶特性的影响。研究结果表明:微晶玻璃的晶体生长方式主要以表面析晶为主,且随着PbO含量的增加,微晶玻璃析晶特性先增强后减弱。主晶相由相互交错分布的钙铝黄长石和辉石构成,随着PbO含量的增加钙铝黄长石有增强趋势。Pb^2+主要以PbF2的形式分布在晶相与玻璃相间的界面位置,少量Pb^2+通过置换辉石中的Ca^2+形成置换固溶体存在于辉石相中。     

CaO对CaO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃析晶和性能的影响

以CaO-Al2O3-SiO2三元系微晶玻璃为研究对象,通过DTA,XRD,SEM等手段对微晶玻璃析晶的动力学进行研究,利用析晶活化能E和析晶参数n值来分析析晶机理;实验结果表明：析晶参数n=2,体系属于整体析晶。随着氧化钙含量的增加,析晶温度降低,析晶活化能降低,有利于微晶玻璃的晶化,使其密度增大,显微硬度增加。但氧化钙加入量不能过大,否则会因烧结温度区范围变窄而产生坑点、突起、断裂等缺陷。     

MgO含量对微晶玻璃结构及性能的影响

锂铝硅系微晶玻璃是一种具有优异的光学、力学性能的微晶玻璃材料。本文制备了以透锂长石和二硅酸锂为主晶相的锂铝硅系透明微晶玻璃,并通过DSC、XRD与SEM研究了MgO含量对该微晶玻璃析晶行为及结构的影响,利用维氏硬度、抗弯强度等测试方法研究了MgO含量对该微晶玻璃力学性能的影响。结果表明,当MgO含量(质量分数)从0%增加至3%,基础玻璃的析晶温度从771 ℃降低至729 ℃,析晶能力增强,微晶玻璃的结晶度从62%增加至72%,晶粒尺寸从29 nm增大至33 nm。随着MgO含量的增加,微晶玻璃中会析出β-石英固溶体,抗弯强度增大。     

钙铝酸盐红外玻璃的微晶化

采用真空熔制方法制备出钙铝酸盐红外玻璃,通过热处理方法对玻璃进行微晶化获得钙铝酸盐微晶玻璃。研究了晶核剂ZrO_2对钙铝酸盐玻璃析晶机制的影响,以及不同微晶化条件下钙铝酸盐玻璃的析晶情况和红外透过性能。结果表明:晶核剂的引入改变了钙铝酸盐玻璃的析晶机制,未添加ZrO_2的铝酸钙玻璃的析晶主要为表面析晶,析出晶相主要是BaAl_2O_4、Ba_3Al_2O_6;添加ZrO_2后,玻璃向整体析晶转化,析出晶相以Ca_3Al_2O_6为主;在930~970℃范围内,通过控制处理温度和时间可以获得透明的含ZrO_2铝酸钙微晶玻璃,在3~5μm波段具有良好的红外透过性能,玻璃硬度达到8.04 GPa以上。     

二次铝灰制备微晶玻璃及性能研究

以二次铝灰为主要原料,通过熔融法,经500℃退火、780℃核化以及880℃晶化热处理后制备得到了以钙长石、硅灰石和透辉石为晶相的CaO-MgO-Al2O3-SiO2(CMAS)系灰渣微晶玻璃.采用XRD、DTA、SEM、物化性能测试等研究了铝灰含量对微晶玻璃析晶行为、显微形貌和性能的影响规律.结果表明:铝灰含量为30％的时候微晶玻璃的主晶相为硅灰石,随着铝灰含量的逐渐增加,主晶相变为钙长石.当铝灰含量达到55％的时候,XRD图谱中出现了透辉石的衍射峰.微晶玻璃硬度随着铝灰含量的增加不断增大,密度先降低后增大,耐酸腐蚀性能逐渐降低,耐碱腐蚀性能逐渐增强.     

Al2O3对CaO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃晶化和性能的影响

以CaO-Al2O3-SiO2三元系微晶玻璃为研究对象,从玻璃析晶动力学方面进行研究,通过DTA和SEM等分析方法,对微晶玻璃析晶行为进行研究,利用析晶活化能E和析晶参数n值来分析析晶机理;实验结果表明:析晶参数n=2,体系属于整体析晶。随着Al2O3含量的增加,析晶温度有升高的趋势,析晶活化能增大,有利于玻璃的烧结;试样密度增大,显微硬度增加。     

TiO2及SiO2对粉煤灰制备的微晶玻璃的玻璃转化、析晶温度的影响

利用粉煤灰与石英砂制备微晶玻璃,并对其进行核化、晶化热处理。在对不同成分的微晶玻璃的玻璃转化温度、析晶温度的研究中发现,无论析晶温度,还是玻璃转化温度,其变化趋势均相同,都是随着二氧化钛含量的增加,玻璃转化温度、析晶温度都是先下降后上升。二氧化硅含量的多少,对二氧化钛在微晶玻璃作用效果有明显的影响。     

Fe2O3对铜尾矿基CaO-MgO-Al2O3-SiO2微晶玻璃析晶行为的影响

以铜尾矿为主要原料,通过熔融法制备CaO-MgO-Al₂O₃-SiO₂(CMAS)微晶玻璃,并外掺Fe₂O₃晶核剂对细粒级铜尾矿基CMAS微晶玻璃析晶行为进行优化。利用DSC、XRD和SEM等手段研究了晶核剂用量对细粒级铜尾矿基CMAS微晶玻璃析晶行为和物理性能的影响,借助Ozawa-Chen法拟合计算了析晶动力学参数。结果表明,外掺Fe₂O₃晶核剂用量大于3.72%(质量分数)时,细粒级铜尾矿制备的微晶玻璃可以实现整体析晶。辉石相的析出是玻璃相中的Fe、Mg元素进入[Si(Al)O₄] 四面体晶格配位的结果,Fe³⁺的增加有利于辉石相的析出并降低了析晶活化能,外掺Fe₂O₃晶核剂能够较好地优化细粒级铜尾矿基微晶玻璃的析晶行为和力学性能。     

氧化铈对负离子释放功能微晶玻璃性能的影响

以高岭土尾矿为主要原料,采用烧结法制备负离子释放微晶玻璃,分析了氧化铈对微晶玻璃样品的物理化学性能、耐酸耐碱性及负离子释放量的影响,采用XRD和SEM对该种微晶玻璃的晶相及微观结构进行了研究。结果表明,随着氧化铈掺入量的增加,该微晶玻璃体积密度先增加后减小再增加,吸水率先增大后减小,抗折强度先增强后降低,负离子的释放量增大,耐酸性降低,氧化铈的掺入还会使得微晶玻璃中的石英晶体还原产生硅,在一定程度上可改善负离子微晶玻璃的晶体尺寸及微观结构。     

氧化锌对熔渣微晶玻璃析晶及理化性能的影响

以某贫铁矿制备的冶炼熔渣为主要原料,氧化锌为形核剂,采用熔融法制备熔渣微晶玻璃。利用DSC、XRD、SEM研究氧化锌对熔渣微晶玻璃析晶活化能、晶相、微观形貌及理化性能的影响。研究结果表明,随着氧化锌加入量的增加,熔渣微晶玻璃的转变温度和析晶温度逐渐降低,加入2 wt%氧化锌后析晶活化能降至最小。微晶玻璃表面晶体形貌由片状逐渐变为球状,微晶玻璃密度逐渐增加,耐碱腐蚀性逐渐增强,氧化锌含量小于4wt%时对耐酸腐蚀性影响不大。     

Na_2O对MgO-Al_2O_3-B_2O_3-SiO_2体系微晶玻璃结构和性能的影响

利用烧结法制备Na_2O-MgO-Al_2O_3-B_2O_3-SiO_2微晶玻璃。采用FT-IR、DSC、XRD和SEM等分析方法,研究玻璃组成中Na_2O对MgO-Al_2O_3-B_2O_3-SiO_2系统微晶玻璃的结构、析晶性能、热膨胀系数以及化学稳定性的影响。结果表明:随着Na_2O含量的增加,玻璃结构中出现了[SiO_4]被破坏和[BO_3]转变为[BO_4]的现象。Na_2O的添加明显降低了样品的玻璃化转变温度与析晶峰值温度,增强了MgO-Al_2O_3-B_2O_3-SiO_2体系微晶玻璃的析晶能力。未加Na_2O的微晶玻璃主晶相为球状顽辉石,添加后的微晶玻璃析出镁橄榄石颗粒和柱状硼镁钛石,最终A_3、A_4只析出硼镁钛石,并且颗粒逐渐细化。随着Na_2O量的增加,微晶玻璃的热膨胀系数呈逐渐增大的趋势。微晶玻璃的耐酸碱侵蚀能力随Na_2O含量的增加先增强后减弱,其中耐碱腐蚀能力相对较强。     

CaF2含量对熔融态高炉渣微晶玻璃析晶及性能的影响

利用液态高炉渣为主要原料,采用熔融法制备了微晶玻璃.借助DSC、XRD、SEM等分析测试方法研究了CaF2含量对高炉渣微晶玻璃析晶及性能的影响.试验结果表明,CaF2能够有效降低微晶玻璃的形核析晶温度,促进微晶玻璃析晶.微晶玻璃中晶体含量随着CaF2含量的增加而增加.当CaF2含量小于4％时,微晶玻璃的晶相为透辉石、普通辉石和钙镁黄长石;当CaF2含量大于4％时,析出了新晶相枪晶石.最终确定CaF2的最佳添加量为6％,此时微晶玻璃结晶度高,平均晶粒粒度100 nm,体积密度2.81 g/cm3,吸水率0.04％,耐酸腐蚀性98.92％,耐碱腐蚀性99.98％,抗弯强度173.41MPa.     

利用铁尾矿制备微晶玻璃试验研究

以商洛铁尾矿为主要原料,采用烧结法制备CaO-MgO-Al_2O_3-SiO_2四元体系微晶玻璃。研究了晶化温度对微晶玻璃抗压强度、密度和化学稳定性的影响。结果表明,随着晶化温度的升高,微晶玻璃的抗压强度和密度均呈现先增大后降低的趋势,而耐酸性和耐碱性呈现先降低后增高的趋势。当晶化温度为900℃,保温时间为2 h时,制备的微晶玻璃性能最优,其主晶相为透辉石相,抗压强度为164.75 MPa,密度为2.82 g·cm-3,耐酸质量损失率为0.11%,耐碱质量损失率为0.13%。     

CaO/MgO对花岗岩尾矿微晶玻璃物相和性能的影响

以花岗岩尾矿为主要原料(掺入质量分数:56%),TiO₂为主晶核剂,适量Na₂SiF₆为助熔剂和晶核剂,添加部分辅助原料,采用整体析晶法,制备了R₂O-CaO-MgO-Al₂O₃-SiO₂系花岗岩尾矿建筑微晶玻璃。研究了CaO/MgO质量比对微晶玻璃析晶能力、物相、微观结构及性能的影响。结果表明:CaO/MgO质量比的增加有利于增强基础玻璃的析晶能力,当CaO/MgO质量比≤0.88时,微晶玻璃的主晶相为钙长石和角闪石,当CaO/MgO质量比＞0.88时,主晶相转变为钙长石,且钙长石衍射峰的强度随着CaO/MgO质量比的增加而增大;随CaO/MgO质量比的增加,晶体数量逐渐增多,晶粒尺寸增大;微晶玻璃的体积密度和显微硬度随CaO/MgO质量比的增加呈先增大后减小的趋势,当CaO/MgO质量比为0.57时,体积密度达到最大值2.752 5 g/cm³,当CaO/MgO质量比为0.71时,显微硬度达到最大值为8.6 GPa。     

La2O3掺杂SiO2-B2O3-Nb2O5复相微晶玻璃相界及储能性能研究

采用可控析晶法制备了La₂O₃掺杂的SiO₂-B₂O₃-Nb₂O₅ (SBN)复相微晶玻璃,利用DSC、Raman、XRD、SEM、铁电和介电性能测试等分析表征了La₂O₃掺杂对SBN复相微晶玻璃结构与储能性能的影响。结果表明:La₂O₃掺杂能够有效提高复相微晶玻璃的热稳定性,随着La₂O₃含量增加,系统析晶势垒增大,热膨胀系数先降低后升高,价键振动加剧,介电常数先增大后减小,介电损耗先减小后增大;掺杂1.00%(摩尔分数)La₂O₃时,复相微晶玻璃在40 kV/cm电场下的储能密度和储能效率最大,分别为0.031 J·cm^-3和77.6%;储能性能主要通过介电常数和击穿场强的协同作用来评价,La₂O₃能通过提高结构热稳定性和降低介电损耗来提高介电常数,当其引入体系后处于玻璃网络的空隙中,可有效增强材料耐击穿性能;复相微晶玻璃结构可以增加结构无序度,从而降低弛豫损耗,有效提高材料的储能性能。     

晶化温度对CaO-Al2O3-SiO2-Fe2O3系粉煤灰微晶玻璃析晶及性能的影响

以粉煤灰、石灰石和无水碳酸钠为原料,通过烧结法制备了以钙长石、钙铁辉石和霞石为晶相的复合晶相微晶玻璃.借助差热分析、X射线衍射及扫描电子显微镜研究了晶化温度(850～1100℃)对微晶玻璃析晶行为、显微形貌和性能的影响.结果表明:随晶化温度的升高钙长石和霞石晶相的含量先增加后降低,钙铁辉石晶相含量逐渐增加,同时微晶玻璃中晶体形态逐渐由球形微晶发育成柱状,最后长成片状;晶化温度的升高有利于微晶玻璃的烧结致密化,1050℃时微晶玻璃的线收缩率和体积密度达到最大,分别为17.04％和2.76 g/cm3,吸水率最小,为0.01％.过高的晶化温度(1100℃)会降低其致密程度.     

TiO2加入量对高炉渣微晶玻璃析晶的影响

以高炉渣微晶玻璃为研究对象,改变配料中晶核剂TiO2的含量,制得微晶玻璃样品. 以不同的升温速率对样品进行差热分析,根据升温速率和差热分析曲线上的晶化峰温度,采用3种不同的方法计算微晶玻璃样品的析晶活化能. 结果表明,随着TiO2含量的增加,析晶活化能呈现出先减小后增大的趋势,在TiO2的加入量为3.1%时,微晶玻璃的析晶活化能最低,此时拟合出的3种析晶活化能最小值分别为135.7, 143.9, 151.7 kJ/mol. 样品的红外谱图表明,TiO2的含量为3%~4%时析出晶体较多. TiO2含量为3%和4%的样品的X射线衍射图谱表明,样品中析出了以透辉石为主晶相、金红石为次晶相的晶体.     

坩埚腐蚀对CaO-MgO-Al_2O_3-SiO_2系高炉渣微晶玻璃的影响

以某公司炼钢尾矿高炉渣为主要原料,采用熔融法分别在石英坩埚和刚玉坩埚中熔制Ca O-Mg O-Al_2O_3-SiO_2(CMAS)系微晶玻璃,利用XRF、XRD、DSC、SEM、EDS等测试手段,研究了不同坩埚材料在不同坩埚利用率时对微晶玻璃成分、显微结构及性能的影响。研究表明:高温玻璃熔体对石英坩埚和刚玉坩埚的侵蚀作用会分别导致基础玻璃中SiO_2和Al_2O_3含量的提高,改变微晶玻璃的析晶机制;SiO_2含量的增加使微晶玻璃显微硬度和抗弯强度升高,Al_2O_3含量的增加使微晶玻璃密度升高。     

Cr2O3及TiO2对CaO-MgO-Al2O3-SiO2微晶玻璃着色及析晶的影响

通过X射线衍射、扫描电子显微镜、综合热分析仪和色差计研究了不同含量的Cr2O3和TiO2对以整体析晶法制备的CaO-MgO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃的显色和析晶性能的影响.结果表明:在所研究的组成范围内,Cr2O3和TiO2都不改变微晶玻璃的主晶相,生成颗粒状透辉石晶体.Cr2O3会促进晶体尺寸的增长,但是对晶体含量影响不大.TiO2作为晶核剂效果比较明显,能促进晶体长大.随着Cr2O3含量的增加,微晶玻璃的绿色加深,但亮度降低.随着TiO2含量的增加,微晶玻璃的绿色变浅,但亮度增加.