烧成温度对稳定性镁白云石材料性能的影响

为了制备水泥回转窑用烧成稳定性镁白云石材料,以w(MgO)=46.6%、w(CaO)=35.0%的稳定性镁白云石合成料为原料,以纸浆废液为结合剂,经配料、混练、成型、干燥后,分别在1 450、1 500、1 550和1 600℃保温3 h,制成烧成稳定性镁白云石材料,研究了烧成温度对烧成稳定性镁白云石材料性能的影响。结果表明:随着烧成温度由1 450℃提高至1 600℃,烧后试样的线收缩率、致密度、常温耐压强度和常温抗折强度均逐渐增大。但高温抗折强度以1 550℃烧后试样的为最大,挂窑皮性能则以1 500℃烧后试样的为最好。在高温下,水泥熟料中的CaO扩散进入试样中,与试样中的C_2S反应生成C_3S。制备稳定性镁白云石原料过程中加入的稳定剂磷酸钙有利于界面层中的C_2S以稳定的β相存在,避免了因C_2S晶型转化造成的窑皮层开裂和粉化。     

Ba~(2+)离子掺杂对C_2S结构稳定性的影响

为了避免镁钙质耐火材料表面的C_2S保护层发生晶型转变导致的剥落,从而延长镁钙材料的使用寿命,以分析纯Ca(OH)_2、Si O_2、Ba CO_3为原料,在按n(Ca O):n(Si O_2)=2 1配料的纯C_2S试样中掺入不同量的Ba CO_3(其掺入量以Ba O质量分数分别为1%、2%、3%、4%、5%和6%计算),于1 450℃保温3 h烧结制备了掺杂不同量Ba~(2+)离子的C_2S试样。通过观察烧后试样的粉化程度,并利用XRD和TEM分析物相组成和晶体结构,研究了引入Ba~(2+)离子对C_2S晶体结构稳定性的影响,同时探讨了Ba~(2+)离子稳定C_2S晶体结构的机制。结果表明:未掺杂Ba~(2+)离子的试样已完全粉化,只有γ-C_2S纯相;而掺杂Ba~(2+)离子的试样烧后粉化情况均有所减轻,其中引入4%(w)Ba O的试样没有出现粉化及明显的裂纹,仍保持β-C_2S的晶体结构。其稳定机制是:在C_2S中引入适量Ba~(2+)离子后,Ba~(2+)离子取代部分Ca~(2+)离子,降低了缺陷自由能,从而稳定了β-C_2S。     

2CaSO_4·K_2SO_4复盐对硅酸盐水泥熟料烧成及水化的影响

通过高温合成2CaSO_4·K_2SO_4复盐,再将其以不同掺量掺入Ca CO3、Si O2、Al2O3和Fe2O3组成的水泥生料中,在1 450℃煅烧至水泥熟料中f-Ca O小于1%。研究了2CaSO_4·K_2SO_4复盐对水泥熟料高温烧成过程、矿物组成与结构及水化性能的影响。结果表明:2CaSO_4·K_2SO_4降低了Ca CO3起始分解温度,改变了熟料的熔融液相性质,增加了液相量,降低了矿物的最低共熔温度;2CaSO_4·K_2SO_4提高了熟料中C_3S含量,降低了C_3A和C_4AF含量,烧成熟料中C2S晶型主要为β型,也存在少量γ型,2CaSO_4·K_2SO_4使C_3S晶型由R型向M_1型转变,但晶型不随掺量改变。复盐的掺入缩短了熟料水化的诱导期,促使第二水化放热峰最大值提前出现,2CaSO_4·K_2SO_4掺量增加抑制了熟料前期和后期水化性能,提高了中期水化放热速率。     

高强低钙硅酸盐水泥冷却过程的智能控制技术

<正>1　概述高强低钙硅酸盐水泥,是以硅酸二钙(贝利特,C2S)为主导矿物的新型硅酸盐水泥。硅酸二钙存在α,β,γ三种晶型,在熟料烧成和冷却过程中,高水化活性的α,β晶型容易向几乎没有水化活性的γ型转变,导致熟料粉化和水泥强度锐减。因此,贝利特矿物的稳定与活化技术是制备高强低钙水泥的关键,与传统的硅酸盐水泥相比,高强低钙水泥需要更稳定的生料分解、熟料烧成和快速冷却过程,也就意味着对反应温度、压力、流速等关键过程     

CaO-B2O3-SiO2系低温共烧陶瓷的致密化行为及性能

以CaO-B2O3SiO2(CBS)玻璃粉末为原料.采用流延成形工艺制备了CBS系生料带.生料带在排完胶后可以在775～950℃内烧结.研究了生料带在烧成过程中致密化和晶化行为以及烧成温度对其介电性能和烧结性能的影响.结果表明:烧成样品中的主晶相为β-CaSiO3,850～900℃烧成样品中有少量CaB2O4.在样品烧成过程中,排胶后的CBS玻璃粉末首先烧结致密化,然后才开始晶化,即致密化过程要早于晶化过程,CBS玻璃的析晶倾向于整体析晶, 这有利于CBS玻璃粉末的烧结.由于玻璃中析出晶相与残余玻璃相存在密度差,烧成样品的体积密度随着烧成温度的升高而降低.烧成温度的升高可促使玻璃中晶体析出和长大,且析出晶相具有比CBS玻璃低的相对介电常数(岛),样品的εr随烧成温度的升高呈下降趋势.     

自粉化硫铝酸盐水泥系列研究之一——自粉化水泥制备及其性能研究

采用工业原料和化学试剂分别配制成一系列自粉化硫铝酸盐水泥。结果表明：自粉化水泥主要组成矿物为C4A3^-S、C4AF、γ-C2S和β-C2S。其中C4A3^-S是自粉化水泥产生早期（28d）强度的主要组分；C4AF和β-C2S也参与水化反应，但它们的水化活性远不及C4A3^-S；γ-C2S在后期则具有一定的水硬性，它对水泥石的长期强度发展是有益的；熟料中C4A3^-S设计含量不低于45％，γ-C2S含量在20％左右，β-C2S含量在4％-28％，C4AF含量在5％～20％，烧成温度1300℃，所配制的水泥具有早强的特点，可达到硅酸盐水泥42．5R强度要求。且水泥凝结时间、安定性均正常；C2S中β-C2S向γ-C2S的转晶率达0．4以上即可达到熟料85％的粉化率，且此时自粉化水泥水硬性损失较为有限：自粉化水泥较未粉化水泥1～7d强度下降5％左右，28d强度下降8％左右。     

用脱硫石膏制备硫铝酸盐水泥熟料研究

用脱硫石膏代替天然石膏进行硫铝酸盐水泥熟料制备试验研究.结果表明:用本试验所采用的原料,配料比为m(矾土)∶ m(石灰石)∶ m(脱硫石膏)=35∶ 43∶ 22,煅烧温度为1400 ℃可烧制成矿物组成为无水硫铝酸钙和硅酸二钙的合格硫铝酸盐水泥熟料.从外观特征及借助XRD、SEM分析温度对水泥熟料烧结的影响,当烧结温度为1300 ℃时,熟料结构酥松,强度低,其主晶相为C_4A_3 、β-C_2S、2C_2~-S·CaSO_4,熟料为欠烧料;当烧成温度为1400 ℃时,熟料结构致密,强度高,形成的主要矿物为C_4A_3 、β-C_2~-S和C_4AF,属于正常合格的硫铝酸盐水泥熟料;当烧成温度为1500 ℃时,出现液相过多,熟料块坚硬,主晶相为C_4A_3 、β-C_2~-S、C_12A_7、CT,熟料为过烧料.     

自粉化硫铝酸盐水泥系列研究之三——自粉化效应的宏观与微观控制

分别用工业原料和化学纯试剂配制C2S单矿物和熟料，研究不同温度和冷却条件对物相组成及粉化效果的影响;研究熟料中的主要成分Fe2O3、Al2O3、SO3及原料中常见的微量组分P2O5、K2O、Na2O、Cr2O3和BaO对C2S转晶率和粉化状况的影响;研究了熟料各矿物的不同匹配对自粉化效应的影响。结果表明：①熟料具有合适矿物组成时的烧成温度为1280～1350℃;②自粉化熟料除水冷这一急速冷却方式外，慢冷、自然冷和风冷均能达到理想的粉化率;③控制杂质P2O5、B2O3、Cr2O3、Na2O、K2O的含量低于各自的特征浓度，即可保证自粉化效应;④Fe2O3和Al2O3有减弱B2O3和SO3之类稳定剂的作用（称之为屏蔽效应），但在温度提高至1400℃时，Fe2O3和Al2O3反而促进B2O3和SO3之类稳定剂的作用;⑤配料设计取C2S的含量≥25%，C4A3S^-≤65%，C4AF≥5%即可保证熟料有良好的粉化效果。     

氧化鋁焙燒回轉窰窰衬高鋁磚的試制

作为电解铝原料——工业氧化铝生产的最后工序,是将含水13%左右的氢氧化铝,利用回转窑在高温下进行焙烧。在焙烧过程中除了脱去全部水分外,还必须使被焙烧物料从γ—Al_2O_3转化为α—Al_2O_3晶体。氢氧化铝在225℃的温度下,先失去2分子水而形成一水水合物Al_2O_3·H_2O(γ—水铝石);当温度提高到500℃时,失去最后一个分子水,变成γ—Al_2O_3。由于γ—Al_2O_3具有较强的吸湿性能,不适宜于电解。因而必须从提高焙烧温度,降低其吸湿能力着手。当温度为950℃以上时,γ—Al_2O_3开始部分转化为稳定而没有吸湿能力的α—Al_2O_3,直到1200℃时转化才停。由于晶形转化过程的需要,确定了氧化铝焙烧的     

Al2O歧化法制备微细Al2O3/Al复合粉体

真空条件下,以Al2O3和Al为原料,通过Al2O歧化法制备微细Al2O3/Al复合粉体.XRD和SEM分析表明:在反应温度为1200～1400℃时,随着温度的升高,粉体中氧化铝含量升高;冷凝温度约为550～750℃时,复合粉体中的氧化铝包括稳定晶型和不稳定晶型;冷凝温度约为1100～1300℃时,复合粉体中的氧化铝全部为稳定晶型;冷凝温度约为550～650℃时,复合粉体的平均粒径小于0.5μm;冷凝温度约为750℃时,铝熔化、微粒团聚;冷凝温度约为1100～1200℃时,铝形成铝珠,氧化铝为不规则状、平均粒径小于2μm;冷凝温度约为1300℃时,氧化铝为片状.因此,通过选取合适的反应温度、冷凝温度,可以控制Al2O3/Al复合粉体中氧化铝的含量、晶型和粒径.     

五氧化二磷对磷渣微晶玻璃烧结行为的影响

用烧结法制备了以磷渣为主要原料的徽晶玻璃,用正交实验、X射线衍射分析等研究了影响磷渣微晶玻璃烧结行为的因素.结果表明:影响磷渣微晶玻璃烧结因素的主次顺序为烧成温度、五氧化二磷(P2O5)含量、玻璃颗粒尺寸和烧成时间.在烧成温度、玻璃颗粒尺寸和烧成时间不变的情况下,P2O5含量对玻璃的烧结行为有显著的影响.当玻璃中P2O5的含量(质量分数,下同)小于1.8%,烧成温度低于1000℃时,微晶玻璃的主晶相β-CaSiO3,此时微晶玻璃表面凹凸不平.当玻璃中P2O5的含量大于3.6%,烧成温度高于1100℃,烧成时间显著增加,微晶玻璃的主晶相为Na2Ca2Si3O9,微晶玻璃表面粗糙不平.P2O5的最佳含量为1.8%～3.6%,最佳烧成温度为1000～1050℃,最佳烧成时间为60min时,可得到表面光滑平整的微晶玻璃.     

铁镁复掺对C2S晶型转变的影响

本文通过X射线衍射全谱拟合分析及Factsage热力学计算,研究了铁镁复合掺杂对β-C2S向γ-C2S晶型转变的影响.实验结果表明:单独掺入10％的Fe2 O3或MgO,均不能有效抑制γ-C2S的生成;而当复合掺入4％的Fe2O3和6％的MgO时,β-C2S向γ-C2S的转变率仅为5.3％,铁镁复掺能有效稳定β-C2S相.实验结果为转炉钢渣在水泥生产中的进一步应用提供了基础.     

分散大红S-3GFL和分散黄棕S-2RFL晶型及其特性的研究

本文研究了分散大红S—3GFL和分散黄棕S—2RFL的晶型及其特性。通过X射线衍射,差热和电子显微镜摄像分析,大红存在两种晶型——热稳定态β-型(β_(A-)和β_(B-)型)与热不稳定态α-型。黄棕存在两种晶型——热稳定态α-型(α_(A-)和α_(B-)型)与热稳定态γ-型。测定了不同晶型的熔点、研磨性、溶解度、高温分散稳定性、高温高压染色上色率和热熔固色率。比较了它们在涤纶织物上的染色色光、摩擦牢度和渗透性。熔点最低(化学位最高)的,结晶度较高的,制备方法技术经济可行的热稳定态晶型是分散染料的最佳晶型。大红β_(A-)型和黄棕α_(B-)型都是在易得介质中制备的热稳定态晶型,它们都有好的染料应用性能,具有工业化意义。     

高温固相法制备片状α-Al_2O_3粉体

以氟化铝作为烧结助剂,采用高温固相法制备片状α-Al_2O_3。研究了烧成温度、保温时间、氟化铝添加量对氧化铝晶型和形貌的影响。研究结果表明,当氟化铝添加量为10wt%时,不稳定晶型的氧化铝在900℃下完全转变为稳定的α-Al_2O_3,氟化铝可以显著降低氧化铝的晶型转变温度;随着氟化铝添加量的增多,氧化铝的形貌由絮凝状变为蠕虫状最终变成片状形貌。烧成温度1200℃、保温时间3 h、氟化铝添加量20wt%条件下,可以得到大而薄的片状氧化铝,但形貌比较不规则。     

自粉化低碳水泥的制备及其碳化硬化性能

制备了一种以γ-C2S为主要矿物的新型水泥——自粉化低碳水泥,采用加速碳化技术使其硬化,研究了自粉化低碳水泥的制备方法、碳化后的力学性能及微观结构。研究表明:该水泥烧成温度为1 350℃,碳化后强度高(8 h抗压强度达到90 MPa以上)。该水泥低碳且自粉化,具有节能减排的特点。     

自粉化硫铝酸盐水泥系列研究之二——节能评估与粉化效应理论分析

采用基体冲洗法进行XRD定量分析，计算由β-C2S向γ-C2S的转晶量；采用粉化率作为粉化效果评估指标，粉化率定义为自粉化熟料通过36孔／cm^2筛（孔径1．02mm）的质量百分率；采用实验室磨机进行粉磨能耗试验；运用BET氮吸附法测量粉化前后熟料比表面积增量；采用双液接触角法测定熟料表面能。结果表明：粉化率大于95％的熟料，其中30％～40％的物料可通过80μm孔，如稍加粉磨，即可满足要求；80μm筛筛余物料粒径比较集中地分布在0．088-0．385mm，且颗粒极疏松，粒径大于1．0mm的物料很少；自粉化熟料可节省粉磨能耗60％～70％；根据功能转换原理得出了从γ—C2S含量估测自粉化效应的节能粉磨能耗公式。     

C2S转晶反应定量调控

综合报道了Ｃ２Ｓ转晶反应定量调控的研究结果。宏观工艺研究表明：γ－Ｃ２Ｓ适宜烧成温度为１２５０－１５００℃，冷却方式与速率对转晶反应影响不显著；微观研究表明：调节β－Ｃ２Ｓ稳定剂浓度可定量调控Ｃ２Ｓ转晶反应，稳定剂稳定效果与烧成温度有关，且受其它杂质离子干扰，Ａｌ２Ｏ３，Ｆｅ２Ｏ３组晶反应有双向调控效应。     

烧结助剂对硼硅钙微晶玻璃结构和介电性能的影响

研究了烧结助剂P2O5和ZnO对CaO-B2O3-SiO2(CBS)玻璃粉末的助烧作用及其对材料的相组成、显微结构和介电性能的影响.结果表明:未添加烧结助剂在1000 ℃烧成的样品晶粒粗大(1～3 μm),且结构疏松.复合添加2%(质量分数,下同)P2O5和0.5%ZnO后,850℃烧成的CBS微晶玻璃中,包含有β-CaSiO3,α-SiO2和CaB2O4 3种晶相,晶粒发育细小均匀,粒径为0.5 μm左右,具有一定量的玻璃相,且结构致密.加烧结助剂制得的样品在10 MHz下,相对介电常数εr为6.38,介电损耗tanδ为0.001 8.加复合烧结助剂P2O5和ZnO有效地降低了CBS玻璃粉末的烧结温度(低于900 ℃),可实现银、铜电极共烧.烧结助剂的作用机理是P2O5促进了液相的生成,ZnO则具有提高液相的粘度,增大烧结温度范围,细化晶粒和防止样品变形的作用.     

用于珠光颜料的片状氧化铝制备

采用熔融盐法制备片状α-Al2O3,研究了硫酸盐、煅烧温度、添加剂(磷酸盐、二氧化钛)对片状α-Al2O3晶体形貌的影响。当氢氧化铝凝胶煅烧温度为900℃时,没加硫酸盐分解所得的氧化铝晶相为κ-Al2O3晶相,而加入硫酸盐的氧化铝晶相为α-Al2O3晶相,熔融盐降低了片状α-Al2O3的形成温度,促进κ-Al2O3向α-Al2O3晶型转变。煅烧温度由900℃上升到1200℃时,片状α-Al2O3的团聚程度降低,颗粒尺寸分布更加均匀。当煅烧温度在1200℃下、磷酸盐添加量为3%、二氧化钛添加量为2%时,所制得片状氧化铝分散均匀,径厚比较大,片状氧化铝平均粒径为5.225μm、厚度约400-500 nm。     

高纯Al_2O_3的结构演变过程研究

以5N-Al(OH)3为原料,分别在600℃、800℃、1000℃、1200℃条件下烧成制备了高纯氧化铝粉体。运用XRD、SEM、粒度分布、比表面积等手段,研究了高纯Al2O3的结构演变过程及不同焙烧温度条件下的高纯氧化铝粉体的性能。结果表明随着焙烧温度的升高,Al(OH)3演变过程为η-Al2O3→γ-Al2O3→θ-Al2O3→α-Al2O3;烧成产物的平均粒度和比表面积逐渐减小,平均粒度从11.94μm降低至5.02μm,比表面积从249.363m2/g降低至7.973m2/g。