碳对碳热还原氮化天然石英物相行为的影响

采用XRD、SEM等研究了碳添加量（理论量、碳过量5％、10％、20％、50％和100％），不同碳源（焦炭和炭黑）对反应产物的影响。结果表明，C的添加量为理论量，在温度为1600℃时产物为β-Si3N4；在C的添加量为理论量过量10％时，也可以得到含量较高的β-Si3N4，但产物中存在的β-SiC的量相对较多；随着C的添加量的增加，各试样反应产物中β-SiC含量也逐渐增加，当C的添加量过量100％时，产物主要为β-SiC。合成温度在其他温度下（1500、1520、1540、1560℃和1580℃℃）都有相似的规律。碳源种类对反应产物的物相组成的影响较小。     

锆英石原位合成氧化锆——莫来石复相材料的研究

通过锆英石与α-Al2O3、γ-Al2O3和Al（OH）3之间的原位反应制备了氧化锆—莫来石复相材料,采用XRD、SEM和EDS等手段研究了合成温度、铝源种类对氧化锆—莫来石复相材料物相组成、显微形貌和性能的影响,探讨了锆英石和不同铝源之间原位反应合成氧化锆—莫来石复相材料的烧结机制。结果表明：原位反应合成氧化锆—莫来石复相材料的优化反应温度为1 600℃,优化氧化铝源为α-Al2O3,可获得高致密度的氧化锆—莫来石复相材料。     

不同热处理状态下的5A06铝合金显微组织分析

采用原始状态为H112态的5A06板材,通过箱式电阻炉加热得到不同热处理状态下的金相试样。扫描电子显微镜(SEM)与能谱(EDS)分析表明,5A06铝合金中的主要第二相有Al6(Fe Mn)相、Mg2Si相以及Al8Mg5相。热处理过程对于Al6(Fe Mn)相、Mg2Si相的分布和形态影响不大。Al8Mg5相随热处理温度的增高发生固溶,使得材料的塑性提高而强度略微下降。5A06铝合金板材在550℃热处理时既有小概率出现包铝层起泡现象,在570℃将发生明显过烧,故5A06铝合金的热加工温度应控制在550℃以下为宜。     

利用离子掺杂固相法煅烧立方晶型硫铝酸钙

通过掺杂适量水泥原料中常见的Na+、Si4+、Fe3+,利用固相法制备立方晶型无水硫铝酸钙(Ca4Al6SO16,C4A3$),并借助X射线衍射仪、扫描电子显微镜等,研究了Ca4 xNaxAl6 x yFeySixO12SO4系列产物的物相组成和微结构.结果表明：Na+的掺杂对立方晶型C4A3$的形成和稳定具有重要影响;当Na+掺杂量x较低或较高(x=01或x=04)时,固相法合成的C4A3$主要以正交晶型存在,且有较多副产物形成;当Na+掺杂量x=02或x=03、复掺适量Si4+和Fe3+时,固相法合成的C4A3$主要以立方晶型存在(含量最高可达80%以上),分别呈现多角形或球形微观形貌.     

焙烧温度对煤矸石基莫来石相陶粒性能的影响

研究了焙烧温度对煤矸石基莫来石相陶粒性能与烧胀机理影响。结果表明,采用70%煤矸石、10%赤泥和20%高岭土,当预热温度300℃、时间30 min,焙烧温度1 400℃、时间30 min,煤矸石-高岭土-赤泥体系陶粒筒压强度为19.8 MPa、堆积密度为910 kg/m3、吸水率为9.8%、膨胀率为0.78%。在1 400℃下陶粒中主晶相为莫来石相,伴有少量刚玉相出现,显微结构中出现相互交错生长的网状莫来石骨架并存在着少量刚玉相,刚玉晶体填充到莫来石骨架中,使得材料强度提高很快。     

利用赤泥制备陶瓷保温砖的研究

本研究利用两种赤泥成功地制备了具有保温功能的陶瓷砖.其中烧结法赤泥和拜尔法赤泥的总掺量在60wt%以上,制备的样品具有较高的抗压和抗折强度及较低的导热系数.利用XRD、SEM等测试手段分析了样品的理化性能与微观结构.结果表明:烧结法赤泥添加量为24%,拜尔法赤泥添加量为36%时,样品的最佳烧成温度为1040℃,气孔率为41.57%,吸水率23.13%,体积密度为1.80g/cm3,抗折强度为14.97MPa,抗压强度53.84MPa,导热系数为0.88w·m-1·K-1.样品的主晶相组成为SiO2、Fe2O3、Ca3Fe2Si3O12、Ca2Al2SiO7、CaMgSi2O6.     

高Al_2O_3含量对汝瓷釉结构的影响研究

现仿汝瓷为单纯的分相玻璃釉,而真正汝官瓷釉为析晶-分相釉。文章研究了高Al2O3含量对汝官瓷釉析晶与结构的影响。样品的晶相结构分析表明:在高铝釉式组成范围内,当Si/Al<4.0时,样品有钙长石晶相和少量的石英与钙黄长石析出;而当Si/Al>4.0时,样品呈良好的玻璃态;高铝釉式(Si/Al<4.0)汝瓷釉内钙长石晶体在最高烧成温度(1260℃)保温过程中就已生成,在降温过程中晶体继续长大。     

生产水泥新技术在我国推广

一种以粘土质高铝材料和工业废渣(如矿渣、粉煤灰、煤矸石)为主要原料,添加5％的特种添加剂,烧成温度只需700℃,能耗只有普通水泥1/2的地质聚合物水泥新技术,获得了在中国的独家推广权。     

砂质自燃煤矸石胶凝材料的研究

以砂质自燃煤矸石和矿渣作为胶凝主体,并以熟石灰、芒硝和水玻璃为激发剂,研制出一种砂质矸石胶凝材料。结果表明,自燃煤矸石和矿渣在水化过程中相互促进,掺入低于50%自燃煤矸石能提高纯矿渣体系的早期强度,并且不降低后期强度;胶凝材料的强度随着激发剂熟石灰量的增加而提高,在熟石灰存在的条件下晶相水化产物是钙矾石,不掺熟石灰水化早期的晶相水化产物主要是石膏,随着水化的进行逐渐生成钙矾石;芒硝掺量为5%时强度达到最大值,而后由于生成较多的钙矾石,产生较大的体积膨胀,导致微裂纹产生,使强度降低。     

高耐蚀锌铝镁镀层研究现状

从锌铝镁镀层的熔池界面反应、镀层组织、表面和切边腐蚀机理、腐蚀产物类型变化等方面,对高耐蚀锌铝镁镀层的研究进展进行了详细分析.根据Al成分含量的不同,将商用及实验室锌铝镁镀层分为"低铝"、"中铝"和"高铝"锌铝镁三种类型:不同类型的锌铝镁镀层的金属间化合物层生长动力学存在差异,为了控制镀层厚度,应合理控制浸镀时间、温度与熔池成分;凝固组织也存在差异,"低铝"与"中铝"会析出Al或Zn初晶、Zn/MgZn_2二元共晶组织、Zn/MgZn_2/Al三元共晶组织,"高铝"会产生富Al枝晶、枝晶间富Zn相、Mg_2Si相、MgZn_2相,不产生共晶组织;发生表面腐蚀时,"低铝"与"中铝"中MgZn_2相先电离,并生成碱性锌盐、双层氢氧化物等致密的腐蚀产物,抑制腐蚀;发生切边腐蚀时,锌铝镁会出现自修复现象,在切边钢基或镀层破损处形成碱性锌盐,保护基体.     

煤矸石的活化过程及其胶凝活性

研究了两种煤矸石在不同煅烧温度下的物相、活性SiO2和Al2O3含量及胶凝活性。研究表明,在700~800℃煅烧的煤矸石的物相中含有大量的偏高岭土,其活性SiO2和Al2O3含量处于较高水平,具有最佳的胶凝活性,煤矸石的最佳活化温度范围为700~800℃。     

低温合成煤矸石水泥

介绍低温合成煤矸石水泥的生产工艺流程及其工艺参数,研究了水泥中矿物形成机理和主要性质,并对其性能特点进行了分析。研究表明,低温合成煤矸石水泥等级可达32.5级普通硅酸盐水泥的指标,并具有早强特性,且长期强度稳定。对其原料及配料要求不苛刻,煤矸石用量可达70%以上,是煤矸石综合利用的一项有效途径。     

铁尾矿砂混凝土的和易性与强度特点

研究了铁尾矿砂、石的化学成分和矿物组成,并比较了其与常规骨料的级配差别。在此基础上用铁尾矿砂代替天然砂,铁尾矿石代替普通碎石配制混凝土,并在和易性和强度上与普通混凝土进行对比,通过掺加活性掺合料进行配比优化。研究发现,用铁尾矿石和铁尾矿砂分别作粗细骨料,在和易性和强度上可以满足高强泵送混凝土的要求。     

自燃煤矸石活性对水泥砂浆性能的影响

利用X-射线荧光光谱仪、X-射线衍射仪以及强度法对自燃煤矸石的活性进行了研究,将自燃煤矸石部分替代水泥制备成水泥砂浆,研究自燃煤矸石活性、用量对水泥砂浆性能的影响。结果表明,煤矸石中在自燃过程中形成的活性物为α-石英、无定形SiO2、κ-Al2O3和无定形Al2O3。自燃煤矸石的疏松程度会影响其活性;晶相结晶度的高低决定自燃煤矸石活性的高低;自燃煤矸石活性越高,其水泥基复合材料体系强度越高。     

长焰煤热解过程中孔隙结构演化特征研究

随着煤热解温度的升高,煤孔隙结构和数量发生剧烈变化。为研究其变化规律,以长焰煤为研究对象,应用压汞法分别对300℃～600℃常规热解和600℃高温蒸气热解固体产物的孔隙结构参数进行测定和分析,计算不同热解温度下的孔隙分形维数,详细比较2种不同的热解方式下固体产物的孔隙特性。研究结果表明:(1)常规热解条件下,总孔隙体积和孔隙率随温度的演化表现为:黑岱沟煤先减小后增大,温度高于500℃后增长的速率较大,而子长煤先增大后减小再增大,增长速率最大的区段是300℃～400℃;比表面积随温度的演化表现为:黑岱沟煤一直增加,而子长煤持续减小。(2)常规热解条件下,长焰煤孔隙体积分布以中孔和大孔为主,温度超过300℃时,大孔占绝大多数;而比表面积的分布以微孔和过渡孔为主。(3)高温蒸气热解条件下,长焰煤热解固态产物的孔隙体积分布以中孔和大孔为主,大孔占主导地位,子长煤表现更为明显,大孔比例达99.91%;孔隙比表面积分布表现为:黑岱沟煤以微孔和过渡孔为主,而子长煤以大孔为主。(4)高温蒸气热解固体产物表现出更为优良的渗透性能,与注入惰性气体相比,注入高温蒸气是煤层原位热解工艺实施的最佳方法。在煤层原位热解工艺实施过程中,该研究可为煤体孔隙结构随温度变化问题提供科学依据和理论指导。     

高温三轴应力下无烟煤、气煤煤体渗透特性的试验研究

利用自主研制的600℃20MN伺服控制高温高压岩体三轴试验机系统,分别研究大尺寸(φ200mm×400mm)晋城无烟煤和兴隆庄气煤试样在恒定500m原岩应力(侧压系数1.2)条件下不同温度时渗透特性的演化规律。结果表明:(1)在室温～300℃中低温段,煤体渗透率随温度的变化存在一个阈值温度。当温度达到阈值温度时,渗透率降至最低值。(2)在300℃～600℃高温段,煤体渗透率随温度的变化存在一个峰值温度,峰值温度处渗透率为该温度段内的最大值。(3)煤体渗透率随温度的变化呈现阶段性:室温至阈值温度为第一阶段,渗透率随温度的增加而降低;阈值温度至峰值温度为第二阶段,渗透率随温度的升高而增加;高于峰值温度后,渗透率随温度的增加而降低。(4)渗透率随温度变化的阈值温度和峰值温度与煤阶有关。无烟煤渗透率的阈值温度是150℃～200℃,峰值温度为450℃～500℃,而气煤渗透率的阈值温度为200℃～250℃。     

循环荷载下铁精矿动力特性试验研究

利用空心圆柱扭剪仪（HCA）施加竖向#x02014;环向耦合循环荷载模拟波浪荷载的作用,对船载散装铁精矿进行了动力特性试验。通过对动应变、动强度和孔隙水压力变化曲线进行分析,探讨了含水率、动应力和振动周数等因素对铁精矿动力特性的影响。试验表明：含水率是影响铁精矿动力特性的关键因素。铁精矿存在临界含水率,如果超过这一临界含水率,铁精矿即使在较小的动应力、足够长的振动周数下,也会缓慢发展达到破坏状态。而高含水率的铁精矿试样即使在较小的动应力作用下也会迅速发生破坏。对比常规动三轴试验,可以发现竖向-扭向循环耦合剪切试验得出的铁精矿动强度随含水率的增加而迅速降低。研究可为实际船载铁精矿提供安全的含水率范围。     

焦作矿区煤矸石资源化利用途径分析

以焦作矿区煤矸石为研究对象,采用XRF、XRD研究了煤矸石的化学组成和矿物组成,用HR—ICP—MS、AFS分析了微量元素的含量。结果表明,煤矸石主要化学成分为SiO2和Al2O3,以及Fe2O3、CaO、MgO、Na20、K2O、Ti2O等,矿物组成为石英、高岭石、白云母、方解石及埃洛石。最后,对焦作矿区煤矸石在制备建筑材料、微量元素利用及农业生产等方面的应用进行了评价。