添加剂对高碱煤灰渣流动特性及钠捕获效率的影响

为了给液态排渣锅炉安全燃烧准东高碱煤提供理论依据,在水平管式炉上利用刚玉斜坡对添加不同质量分数 SiO₂、CaO、Fe₂O₃和MgO的准东煤灰渣在空气气氛下的流动性能进行研究. 利用XRF技术对煤灰渣的钠质量分数进行分析,并通过钠捕获效率来表征煤灰渣的固钠效果. 研究表明：SiO₂和Fe₂O₃能够促进准东煤灰熔融.当SiO₂的质量分数为10% 时,煤灰渣由结晶渣逐渐转变为玻璃体渣,流动性能大大提高;而CaO和MgO则会抑制煤灰熔融,导致流动性能降低. 随着SiO₂添加比例的增加,灰渣对钠的捕获效率逐渐升高,当SiO₂的质量分数达10%时,钠捕获效率由原先的23%上升至30%;而随着Fe₂O₃添加比例的增加,钠捕获效率缓慢降低. 因此,当SiO₂的质量分数为10%时即可有效改善煤灰渣的流动性能,又能提高钠的捕获效率.     

无氟保护渣对结晶器传热速率的影响

采用红外高温发射测温设备,开展了低碳钢用含氟和无氟保护渣对结晶器传热速率的影响研究.实验室和现场试验结果表明,无氟保护渣比含氟保护渣具有更高的传热速率,含氟保护渣固态结晶层渣膜厚度要明显大于无氟保护渣.X衍射试验分析显示,含氟渣析出晶体主要为枪晶石,无氟渣主要为硼硅酸钙和易变硅钙石.     

用于降低接触热阻的复合黏结材料的制备优化

基于提高吸附床的导热性能,研制一种可涂于吸附床与吸附剂之间降低接触热阻的耐高温耐腐蚀的高导热复合黏结材料。通过稳态试验研究导热填料、稀释剂与偶联剂等因素对复合黏结材料热导率的影响,采用正交试验方法优化复合黏结材料的配制方案。研究结果表明:复合黏结材料的导热性能随着Al₂O₃导热填料的质量分数的增加而提高,采用10 μm Al₂O₃导热填料粒子的导热性能略高于采用35 μm Al₂O₃导热填料粒子的复合黏结材料,10 μm Al₂O₃导热填料粒子用质量分数8%的偶联剂处理,复合黏结材料的热导率最高。采用适当配比的导热填料、稀释剂与偶联剂能显著提高复合黏结材料的热导率。     

K_2O对R_2O-CaO-SiO_2-F微晶玻璃析晶的影响

R2O-CaO-SiO2-F系统微晶玻璃的析晶过程较为复杂,析出晶体种类繁多。为得到预期的晶相,获得最佳性能,需要对整个析晶过程进行合理控制。因此采用DTA、XRD、SEM等测试分析方法,研究K2O引入量对R2O-CaO-SiO2-F系统微晶玻璃的析晶温度、主晶相、晶体含量以及微观形貌的影响。研究结果表明:随着K2O引入量的增加,玻璃转变点温度降低,而最大析晶峰温度升高。当K2O引入量为质量分数5%左右时,微晶玻璃的主晶相为颗粒状的氟化钙和柱状的硬硅钙石,晶体含量为15%。当氧化钾质量由6%增加到8%时,微晶玻璃主要析出放射状a-硅碱钙石,次晶相为少量的氟化钙,晶体含量增大到40%。     

碳纳米管对环氧树脂热导率影响的模拟研究

采用有限元法建立空间弯曲随机分布CNTs/环氧树脂复合材料三维数值模型,揭示其导热机理,定量探究了CNTs与环氧树脂界面热导、CNTs间接触热导以及CNTs体积含量对复合材料模型热导率的影响,并通过相关实验验证了模型的有效性.研究结果显示:界面热导越大,复合材料热导率越高;低体积含量条件下,由于较小的CNTs间接触面积使得接触热导对复合材料热导率影响并不显著,但其影响效果仍会随碳纳米管体积增加而提高;CNTs体积含量对该复合材料热导率影响则遵循如下规律,即当界面热导大于临界值1×106 W/(m2·K)时,CNTs含量越高,复合材料热导率越大;界面热导小于临界值1×106 W/(m2·K)时,CNTs含量越高,复合材料热导率降低越多.     

熔融保温时间对包钢高炉水淬渣微晶玻璃析晶活化能的影响

包钢高炉水淬渣可以直接制备出主晶相为镁黄长石的CaO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃,而熔融保温时间对高炉水淬渣CaO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃析晶方式和结晶活化能影响较大.现利用DTA测试方法对高炉水淬渣CaOAl2O3-SiO2系微晶玻璃于1 450℃熔融保温1,30,60 min后析晶动力学参数进行了测定,研究了熔融保温时间对包钢高炉水淬渣CaO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃析晶活化能和晶化指数的影响.结果表明:随着熔融保温时间的延长,高炉水淬渣CaO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃的析晶活化能E和频率因子v都呈先上升后下降的趋势,当熔融保温时间30 min时,其析晶活化能和频率因子最小,分别为E min=308 kJ/mol,v=1.5×1013s-1;其晶化指数n先增大后减小的趋势,熔融保温时间为30 min时,n>4,此时高炉水淬渣CaO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃整体析晶.     

CuO⁃SiO2⁃CeO2催化剂的设计、制备及性能研究

采用水热合成法制备了SiO₂?CeO₂载体,并利用浸渍法负载活性组分CuO得到CuO?SiO₂?CeO₂催化剂。通过XRD、BET和H₂?TPR等手段对载体和催化剂进行表征及性能测试,最后探究了SiO₂摩尔分数对催化剂的比表面积以及甲醇水蒸气重整制氢实验中催化性能的影响。研究发现,适量添加SiO₂可以增加载体和催化剂的比表面积,降低催化剂活性组分CuO的还原温度,提高CH₃OH的转化率。当SiO₂摩尔分数为2.5%时,催化剂CuO5.0%?SiO₂2.5%?CeO₂的比表面积为112.8 m²/g,CH₃OH转化率为75.1%。继续提高催化剂中SiO₂的摩尔分数,催化剂的比表面积减小,CH₃OH转化率降低。     

SiO2气凝胶/胶乳海绵复合隔热材料的制备及其性能

以胶乳海绵为基体,将海绵在气凝胶前驱体溶液中挤压浸渍,充分吸收溶胶,经老化、超临界干燥后获得具有优良隔热能力的柔性SiO₂气凝胶/胶乳海绵复合材料。表征并分析了复合材料的微观结构和性能,研究了甲基三甲氧基硅烷(MTMS)的含量对隔热能力的影响,进一步探索浸渍次数对隔热及力学性能的影响。研究结果表明：当MTMS的含量(体积分数)为10%时,复合材料具有最小的导热系数。另外,在多次的浸渍处理下气凝胶布满胶乳海绵的表面和内部孔隙,成功制备出了机械性能良好、导热率达到0.038 W·(m·K)^-1的SiO₂气凝胶/胶乳海绵复合隔热材料。     

保护渣成分对结晶矿相的影响

熔融保护渣在MoSi2高温电阻炉内以2℃／min降温速率冷却至室温，制成薄片，采用岩相显微镜分析保护渣的结晶矿相．结果表明：在本实验条件下，结晶矿相主要有枪晶石，硅灰石，黄长石，个别渣样有霞石，萤石，橄榄石；增大保护渣碱度，能促进保护渣结晶；随着渣中CaF2，Na2O，K2O和Li2O质量分数的增大，保护渣结晶化率增大；随着渣中Al2O3，MgO，BaO和MnO质量分数的增大，保护渣结晶化率减小．     

组成对AlN/MAS微晶玻璃材料热导率的影响

以MgO-Al2O3-SiO2系基础玻璃和AlN为原料制备AlN/MAS微晶玻璃复合材料,可提高MAS微晶玻璃的导热性能。通过调整AlN/MAS微晶玻璃复合材料的组成,在1 000℃的烧结温度下制备AlN/MAS微晶玻璃复合材料。利用XRD、SEM、激光热常数测试仪等测试手段对不同组成的AlN/MAS微晶玻璃复合材料的结构和热导率进行了测试分析与研究。结果表明:AlN/MAS微晶玻璃复合材料在烧结过程中MAS微晶玻璃析出的主晶相为α-堇青石。该复合材料的热导率随着AlN含量的增加呈现出先增大后减小的特点。当AlN含量为20%时,复合材料的热导率最高;当AlN含量超过20%时,复合材料的热导率降低。     

湿法混炼制备高性能轿车胎胎面胶及其结构与性能

采用无粉尘污染的湿法混炼工艺将溶聚丁苯橡胶(SSBR)和白炭黑制备成湿法混炼胶M-SSBR/SiO₂,再与顺丁橡胶(BR)通过机械混炼制备成轿车轮胎胎面混炼胶M-SSBR/BR/SiO₂,并对其进行结构与性能研究。结果表明：与传统机械混炼制备的胎面混炼胶SSBR/BR/SiO₂相比,M-SSBR/BR/SiO₂的结合胶含量提高27%;并且Payne效应大幅度降低,说明填料分散性显著改善;M-SSBR/BR/SiO₂硫化胶的300%定伸模量提高17%,回弹性能提高16%,表征滚动阻力的60℃的tan δ降低24%,压缩生热降低30%。     

MgO对花岗岩尾矿微晶玻璃析晶和性能的影响

尝试用花岗岩尾矿制备CaO-MgO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃,并采用DSC、XRD和SEM等测试手段研究MgO对微晶玻璃析晶和性能的影响。结果表明,随着MgO含量的增加,玻璃转变温度和析晶峰温度逐渐降低,玻璃析晶性能增强。当引入MgO的质量分数为3%时,微晶玻璃的主晶相为钙长石;当MgO质量分数为6%~12%时,主要析出辉石,且质量分数为12%的MgO样品析出的晶体中伴随着部分堇青石。样品的显微硬度随MgO的增加呈现先增大后减小的趋势,质量分数为9%的MgO样品析出晶体的尺寸更均匀,其显微硬度最高,为8.2GPa。     

核化温度对微晶玻璃析晶性能的影响

用花岗岩尾渣制备基础玻璃,在不同的温度下核化处理,用DSC、XRD和FESEM等手段研究核化温度对析晶性能的影响。结果表明,玻璃表面析出的主晶相为斜长石,次晶相为镁橄榄石,内部析出的主晶相为透辉石。DSC曲线中的析晶峰对应于玻璃表面晶体的析出,与内部析晶无关,且析晶峰温度的降低值与析晶难易程度没有对应关系。最佳核化温度为730℃,经730℃核化和923℃晶化后,得到的微晶玻璃透辉石衍射峰的相对强度最强,抗折强度最高,为81.5MPa。     

超临界CO2 处理对乳状液稳定性的影响机理研究

超临界CO₂(scCO₂)混相驱在提高原油采收率的同时,也显著改变采出原油乳液的性质。利用自主研发的CO₂-原油混相装置在模拟地层条件下对长庆原油进行混相处理,分别使用流变仪、电导率仪和显微镜研究了混相处理前后长庆原油及其W/O 乳液的流变性、稳定性和微观形貌。实验结果表明,scCO₂ 处理改变了长庆原油的组成,破坏了沥青质溶剂化层结构,使得失去保护的沥青质胶粒更易吸附于油水界面;scCO₂ 处理也使得析出的蜡晶尺寸更加细小,数量增加,这将导致乳液黏度显著增大。上述变化导致scCO₂ 处理后W/O 原油乳液的水滴粒径变小、分布更加均匀,宏观表现为乳液体系的流动性恶化、稳定性增强。     

CaO/SiO_2比对高炉渣微晶玻璃结构和性能的影响

利用高炉渣并添加辅料制备了基础玻璃,对基础玻璃进行热处理制备出以钙铝黄长石、透辉石为主晶相的微晶玻璃。运用DSC、XRD、SEM等测试方法,综合分析CaO/SiO_2比对高炉渣微晶玻璃结构和性能的影响。结果表明:随着CaO/SiO_2比从0.358增加至0.468,微晶玻璃析晶温度逐渐降低,微晶玻璃的主晶相均为钙铝黄长石、次晶相均为普通辉石,微晶玻璃的体积密度、显微硬度及抗折强度呈现上升趋势。随着CaO/SiO_2比继续增加至0.599,微晶玻璃析晶温度开始上升,主晶相转变为透辉石。微晶玻璃的体积密度、显微硬度呈现上升趋势,而抗折强度呈现下降趋势。当CaO/SiO_2比为0.468时,样品的机械性能最好,体积密度为2.789g/cm~3,抗折强度为46.2MPa。     

晶核剂对镁铝硅微晶玻璃析晶行为的影响

在MgO-Al_2O_3-SiO_2系统玻璃中分别引入TiO_2、ZrO_2作为晶核剂,采用"两步法"热处理制备微晶玻璃,并研究晶核剂对其析晶行为的影响。实验结果表明,以TiO_2为晶核剂时,MAS玻璃析晶峰温度较低,析晶速率较慢,易于可控析晶,当热处理制度为770℃/4h+950℃/2h,微晶玻璃中析出MgTi_2O_5与MgAl_2O_4两种晶相,且微晶玻璃外观透明。以ZrO_2作为晶核剂时,MAS玻璃析晶峰温度升高,析晶速率增加,在830℃/4h+1 000℃/2h热处理后,析出镁铝硅酸盐及ZrO_2晶体,其中镁铝硅酸盐与β-石英结构类似。     

Na_2O-CaO-SiO_2乳浊玻璃分相及析晶特性研究

利用XRD,SEM、DTA、EDS等方法研究了Na2O-CaO-SiO2系统磷酸盐乳浊玻璃的分相及析晶特性。结果表明,该玻璃易于分相,其中的富磷液滴相更趋向于分布在玻璃体内部,而在表层则分布较少,使玻璃边缘处呈半透明状。随着P2O5含量的增加,边缘透明带变窄,玻璃整体乳浊度提高。该玻璃以较慢的析晶速率均匀析出少量磷酸钠钙晶体,晶体的析出有利于提高玻璃的乳浊度。随着Al2O3含量在一定范围内增加,富磷液滴相尺寸增大,磷酸钠钙晶粒析出量减少,玻璃更趋于致密,抗折强度及耐水性都有所提高。     

纳米SiO2对橡胶再生混凝土抗压和劈裂抗拉强度的影响

为了研究掺入纳米SiO₂后对于橡胶再生混凝土抗压强度和劈裂抗拉强度的影响,以C₃₀素混凝土为基准组,实验通过加入不同比例的橡胶（0%,1%,2%）、纳米SiO₂（0%,1.5%,3%）,分别等质量取代细骨料、水泥,分析纳米SiO₂和橡胶掺入再生混凝土后,对其立方体抗压强度和劈裂抗拉强度的影响。结果显示:再生混凝土抗压和抗拉强度因纳米SiO₂加入量的增加逐渐变大,会随着橡胶的掺入而减小,但橡胶对再生混凝土力学性能的负面影响要远低于纳米SiO₂对其力学性能的正面作用。因此,加入一定量纳米SiO₂的橡胶再生混凝土可以有效改善其力学性能。     

典型矿物质组分对工业污泥热解产物的影响

采用热裂解-气相色谱/质谱联用(Pyrolysis Gas Chromatography-Mass Spectrometer, Py-GC/MS)方法研究酸洗脱灰及特定矿物质添加对工业污泥热解产物的影响。研究表明,随着反应温度的升高和停留时间的延长,聚合反应加强,热解产物中芳香烃与烯烃含量大幅上升,含氧类与脂肪酸类化合物含量显著下降;酸洗对污泥灰分中Fe和Ca的脱除率分别达到89.19%和96.22%;酸洗处理及添加矿物质(CaO,SiO₂,Fe₂O₃)可有效去除热解产物中的含氧化合物,降低酸类化合物含量,增大碳氢化合物比例,提升热解产物品质;CaO对污泥的热解催化效果最佳,可显著促进芳香烃和脂肪烃化合物含量提升,SiO₂效果仅次于CaO,Fe₂O₃则具有较好的脱氧效果。     

Fe 2(SO4)3/SiO2 催化合成环己酮1,2-丙二醇缩酮

采用溶胶-胶凝法和浸渍法制备了二氧化硅负载的硫酸铁[Fe₂(SO₄)₃/SiO₂]固体酸催化剂,以环己 酮和1,2-丙二醇为原料,在无溶剂条件下合成了环己酮1,2-丙二醇缩酮。考察了Fe₂(SO₄)₃/SiO₂ 固体酸催化剂 的焙烧温度、Fe₂(SO₄)₃ 在SiO₂ 上的负载量、醇酮物质的量比、催化剂质量和反应时间等因素对产品收率的影响。 实验结果表明,Fe₂(SO₄)₃/SiO₂ 固体酸是合成环己酮1,2-丙二醇缩酮的理想催化剂,较适宜的反应条件为:催化 剂的焙烧温度300℃、Fe₂(SO₄)₃ 在SiO₂ 上的负载量20%、环己酮与1,2-丙二醇的物质的量比1∶1、催化剂质量 分数5%和反应时间70min。在此条件下,环己酮1,2-丙二醇缩酮收率达到98.21%。Fe₂(SO₄)₃/SiO₂催化剂具 有良好的稳定性,重复使用5次后环己酮1,2-丙二醇缩酮的收率为88.90%。