矿渣基轻质多孔地质聚合物的制备与孔结构研究

以矿渣微粉为主要原料,硅酸钠和氢氧化钠混合溶液为碱性激发剂,铝粉为发泡剂,制备地质聚合物基轻质多孔材料,系统研究了发泡剂、水灰比以及萘系减水剂对材料孔结构与物理性能的影响。结果表明,Al粉在碱性激发剂作用下快速反应生成H₂,促使地质聚合物浆体泡沫化形成多孔材料,且材料的干密度和抗压强度随Al粉掺量的增加迅速降低。当Al粉掺量超过0.40%(质量分数,下同),泡孔急剧增大,导致泡孔聚并,强度显著降低。提升水灰比可降低泡孔生长阻力,促使密度快速减小。但水灰比＞0.40后,浆体黏度和激发剂浓度显著降低,凝结时间延长,孔径增大,结构劣化,其最优水灰比为0.35。此外,萘系减水剂可有效调节多孔地质聚合物的孔结构,仅添加0.4%的萘系减水剂即可促使孔径分布均一,孔壁完整性提升,试样抗压强度提升。     

城市水处理污泥陶粒的制备与性能表征

以城市污水处理厂的湿态剩余污泥为主原料,辅以集料尾泥(主要成分为粘土)和粉煤灰配料,在模拟实际加工工况的条件下制备烧结污泥陶粒样品,对其性能进行表征.研究结果表明以湿态污泥为主原料,经1 040℃的短时烧结可获得烧胀陶粒.还发现少量(质量分数为10%)污泥的加入虽不起烧胀作用,但有明显的助烧结作用,相对于无污泥样品,陶...     

改性矿渣水泥-渣土免烧砖的制备与性能表征

以改性矿渣水泥为渣土固化的胶凝材料制备了性能稳定的免烧渣土砖,研究了改性矿渣水泥与渣土的质量比(胶渣比)对免烧渣土砖抗压强度、吸水率、软化系数、冻融循环稳定性、干湿循环稳定性的影响,分析了免烧渣土砖的固化机制。结果表明:胶渣比为1∶4时所制备的免烧渣土砖抗压强度和软化系数最高,分别为15.81 MPa和0.80;吸水率和15次干湿循环后的质量损失率最小,分别为8.12%和0.61%。XRD和SEM分析显示,改性矿渣水泥和水掺入渣土后(经过均匀混合和高压成型),反应物的水化速度加快,使渣土材料快速硬化,获得较高的早期强度。     

原状磷石膏基水硬性胶凝材料的制备与性能表征

以原状磷石膏(简称磷石膏)、水泥(P.O 42.5)、矿渣、粉煤灰为原料,将水泥、矿渣、粉煤灰粉体直接加入磷石膏浆体中进行浆粉搅拌,制备出磷石膏-矿渣-水泥基(PBC)和磷石膏-矿渣-水泥-粉煤灰(PBCF)基水硬性胶凝材料的净浆硬化试样,并对PBC和PBCF净浆硬化试样的性能进行表征。结果表明:PBC试样的3 d抗压强度较低,7,28 d龄期抗压强度随水泥掺量的增加先增加后降低,水泥掺量20%(质量分数)时,试样的7,28 d龄期抗压强度达到最大值,后者为26.4 MPa;PBCF试样的7,28 d抗压强度随粉煤灰掺量的增加先增加后降低,粉煤灰掺量为15%(质量分数)时,试样的7,28 d抗压强度均达到最大值,分别为17.0,28.7 MPa;PBCF试样软化系数均≥0.88。     

高炉矿渣烧结透水砖的制备与其性能表征

以高炉矿渣为骨料、工程渣土为结合剂、秸秆粉末为造孔剂,采用半干压法成型,制备烧结透水砖试样,研究矿渣掺量、烧结温度、保温时间和成型压力对透水砖试样性能的影响。结果表明:试样的抗折强度随着烧结温度的升高而增大;在1 175℃时试样透水系数最大,随着保温时间延长、成型压力继续增加,试样的抗折强度增大,但透水系数减小;当矿渣掺量(质量分数)为60%,成型压力为15 MPa,在1 175℃保温2 h的烧结条件下,试样的抗折强度达到11 MPa,透水系数为5.6×10-2cm/s。     

SrCo（0．8）Fe（0．2）O（3-δ）管状非对称陶瓷膜的制备与氧渗透研究

用共烧法制备了以(SrCo0.8Fe0.2O3-δ)0.85(SrSnO3)0.15(SCF-SS)多孔层为支撑体和SrCo0.8Fe0.2O3-δ(SCF)致密层为顶层膜的管状非对称透氧陶瓷膜;并对其相组成、微形貌以及氧分离性能进行了表征.研究发现: SCF和SCF-SS之间有较好的兼容性;当共烧温度为1150℃时,获得的非对称陶瓷膜的致密层厚度为50μm,支撑体的显气孔率为19.3%;900和800℃时,非对称膜样品(壁厚1.4mm,外径10.3mm,长度为4.1cm)的氧渗透率分别为1.91和1.01mL·cm-2·min-1,分别比同样几何尺寸的SCF对称膜样品高24%和36%.     

SrCo0.8Fe0.1Sn0.1O3-δ管状透氧膜制备与分离性能表征

用传统塑性挤出法制备SrCo0.8Fe0.1Sn0.1O3-δ(SSCF)致密管状透氧陶瓷膜,并表征了所制备样品的相组成和氧分离性能.研究发现固相反应法制备的SSCF陶瓷粉体,所经过的泥料及塑性成型过程(含去离子水),在1270℃烧成后不会对透氧膜的相组成(由均为立方钙钛矿相的主晶相和少量杂质相构成)产生影响.所获得的SSCF管状透氧膜样品(壁厚1.35mm),在PO2(h)=0.211×105Pa和PO2(l)=0.12×105Pa的较小氧分压梯度下,可以获得0.5×10-6mol/(cm2·s)的氧渗透率(STP);并且在940℃和固定吹扫氦气流量75ml/min的情况下,该样品能长时间保持1.2×10-6mol/(cm2·s)的氧渗透率.     

MgAl2O4对MgO-PSZ陶瓷的烧结与热学性能的影响

研究了MgO-PSZ和MgAl2O4改进的MgO-PSZ陶瓷制备与性能表征.发现MgO摩尔分数为10%稳定的氧化锆陶瓷样品,在室温下主晶相为单斜相,它是由四方相转变而成.样品中加入适量的MgAl2P4后,相组成中立方相含量增加,可以改变样品的抗循环热震性能,这和MgAl2O4加入后引起的晶粒细化以及致密度适度降低有关;其中在急冷温差△t为1075℃(即急冷最高温度为1100℃)时,在1 mol MgO-PSZ样品配料的基础上再加入0.04 mol MgAl2O4,所获得样品的残余强度率为81%,且在此温度下热震5次后出现裂纹;另外加入MgAl2O4后,样品在热处理过程中的相组成稳定性得到提高.     

机械化学与同步热激活法结合制备SrCoO2.5+δ透氧膜及其分离性能

采用机械化学激活与同步热激活相结合的固相反应法制备SrCoO2.5 δ(SC)透氧膜材料.借助热失重分析方法优化出反应物同步活化反应的温度条件:当以10 ℃/min升温到950 ℃进行固相反应时,参加反应的成份会同时被激化到活性状态,使合成SC产物的转化率提高,且所获得SC陶瓷膜样品的稳定性增加.氧渗透实验结果表明:氧空位无序的SC具有较高的透氧性能,随温度降低出现氧空位有序时,SC基本失去透氧性能;并且在升降温过程中,上述转变过程具有明显的回滞现象.     

混合氧离子导体膜材料的应用及研究进展

介绍了混合氧离子导体材料同时具备电子和氧离子导电能力,在一些应用领域极具研究价值;这类材料构建的致密陶瓷膜可以在中高温的氧梯度条件下,实现氧气的选择性分离,应用于陶瓷膜分离器从空气中直接获得氧气,和膜反应器中使甲烷部分氧化获得合成气,以及用作氧化物燃料电池的阴极和阳极材料;这类材料的氧分离性能、机械和化学稳定性的研究进展将为今后走上实际运用奠定基础.