CaO-SrO-硅灰-H2O体系的水热合成产物

为查明放射性核素锶与硅酸盐水泥(基本组成为CaO和SiO2)-H2O体系之间的作用机制,运用XRD、TG-DSC、SEM等测试技术,研究了80℃,水热条件下,CaO-SrO-硅灰-H2O体系的水化产物,测定了该水化产物的溶解度。结果表明:在实验条件下,Sr2 能取代水化硅酸钙凝胶中Ca2 而形成固溶体,并使CSH凝胶结构更趋无序;SrO能与硅灰、水发生反应,优先生成柱状晶态产物3SrO·2SiO2·nH2O;3SrO·2SiO2·nH2O在290～350℃之间脱去结晶水;水化硅酸钙锶固溶体以絮状凝胶为主,而3SrO·2SiO2·nH2O则为柱状晶体且无交叉连生现象;钙硅比为1的CSH凝胶溶解度为0.567mmol·L-1;3SrO·2SiO2·nH2O比CSH凝胶的溶解度大,约为3倍。     

常温下MgO-SiO2-H2O体系胶凝性的研究

利用XRD、DTA、SEM／EDS、IR和MIP以及化学分析等方法研究常温下MgO-SiO2-H2O体系的胶凝性能。结果表明。添加合适的外加组分，常温下MgO-SiO2-H2O体系具有比较优异的胶凝性能，其水化产物主要是非晶态的水化硅酸镁和Mg（OH）2；3d前生成大量的Mg（OH）2和少量的水化硅酸镁，其后水化硅酸镁的量逐渐增多，为硬化浆体提供主要的强度来源。     

MgO和SiO_2对2Al2铝合金微弧氧化膜耐磨性能的影响

采用微弧氧化技术,对2Al2铝合金表面进行处理。在KOH和Na2SiO3电解液中分别添加MgO和SiO2粉末,使铝合金表面生成复合陶瓷膜,采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)分析膜层的微观形貌和物相组成并对膜层进行耐磨性能分析。结果表明,添加MgO粉末生成的陶瓷层在微弧氧化过程中与Al2O3发生反应生成铝镁尖晶石,使陶瓷膜变得光滑,而添加的SiO2粉末附着在缺陷和微孔周围,两种粉末的添加增加了微弧氧化陶瓷膜的耐磨性能。     

熟料溶出二次反应过程中Al_2O_3损失动力学机理

为了分析熟料溶出过程的二次反应机理,对该过程中Al2O3损失动力学进行了详细的研究.采用DY8型低压群釜进行熟料溶出实验,分别用EDTA容量法和硅钼蓝比色法分析溶液中Al2O3和SiO2的质量浓度.根据给出的动力学方程,得到铝酸钠溶液中Al2O3、Na2CO3和NaOH质量浓度对该反应的级数分别为0.94、0.03和0.14.该结果表明,导致SiO2进入铝酸钠溶液和由此带来的Al2O3损失主要是熟料中硅酸钙与NaAl(OH)4相互作用的结果,而NaOH和Na2CO3的贡献则相对较小.在此结论的指导下进行了熟料高浓度溶出实验,实验结果表明,合理地调控影响因素可使熟料高浓度溶出过程二次反应得到有效控制.     

25℃MgCl2-MgBr2-H2O水盐体系相平衡的研究

以25℃MgCl2-MgBr2-H2O体系为研究对象，进行含固溶体水盐体系热力学相平衡的研究,测定了该体系的固液相平衡组成，并绘制了相图。由于该体系各组分含量较难确定，所以将直线法进行推导应用在此体系中，配合湿渣法和X射线衍射，从而确定了平衡时固、液相的组成。     

高温煅烧石膏对C3S和C2S水化过程的影响

利用XRD、TMS-GLC（三甲基硅烷化）等方法,对C3S-CaSo4.2H2O-H2O、C3S-CaSO4-H2O、C2S-CaSo4.2H2O-H2O、C2S-CaSo4-H2O四个系统的水化过程进行了研究,测定了结合水生成量、Ca(OH)2生成量、[SiO4]四面体聚合度及浆体的强度。结果表明：适量的煅烧石膏或二水石膏均能促进C3S和C2S的水化,但两类石膏的促进效果相近;指出了同二水石膏相比,煅烧石膏提高硅酸盐水泥强度机理的研究,应从它对水泥中铝酸盐矿物的水化和浆体结构形成过程的影响方法进行。     

SiO2/Al-Mg复合材料的界面反应

对粉末冶金法制备的SiO2/Al-Mg复合材料的显微组织、物相组成及反应过程进行了研究,发现10%~20%SiO2-Al-Mg复合材料的最终物相均为MgAl2O4、MgO、Mg2Si、Si和Al.反应时Al、Mg由SiO2颗粒外向颗粒内扩散,SiO2被夺去氧,Si被置换到原SiO2颗粒外.总结了颗粒SiO2与Al-Mg反应的热力学,推测了颗粒内外的优先反应.     

SiO2/Fe2O3复合颜料的制备工艺

在Fe2O3颗粒的悬浮液中以硅酸钠为硅源,稀盐酸调节反应体系的pH值,合成SiO2-Fe2O3核-壳粒子.研究Fe2O3表面包覆SiO2的影响因素,确定最优改性剂和改性条件.采用XRD、SEM对表面改性前后的Fe2O3进行表征,用酸溶率评价包膜效果.以硅酸钠作为硅源,在反应温度85℃、pH值为9~10、改性时间为2 h时,制备出SiO2-Fe2O3复合颜料.包覆后的Fe2O3的耐温性和耐酸性显著提高,干粉耐温性达到1000℃.     

Si—C—O—N系统相稳定性和相稳定性图

对Si-C-O-N系统进行了平衡状态下的相稳定性计算，绘制了在1473K和1573K下的Si3N4、SiC、Si2N2O和SiO2相稳定性与N2分压的O2分压的关系图以及N2分压和SiO分压的关系图，Si3N4/Si2N2O/SiC、SiO2/Si2N2O/SiC两个三固相平衡点与N2分压、O2分压和SiO分压以及温度的函数关系图，并以此确定C纤维-SiC纤维转变和C纤维上涂层SiC过程中，为获得稳定SiC相的气体分压。     

MgO与SiO2的冲击压缩反应

在75～100GPa冲击压力（估算温度为3300～4300K）范围内进行了2发初始样品为MgO＋SiO2（摩尔比为1：3）的冲击回收实验，对回收样品进行的X射线衍射（XRD）分析结果表明：两发回收产物中均观察到镁橄榄石（Mg2SiO4）、SiO2以及微量的MgO的特征谱线。通过分析和对比，我们认为在冲击加载过程中，MgO与SiO2反应先生成MgSio3，接着MgSiO3又与MgO发生固态反应生成橄榄石Mg2SiO4。这对研究钙钛矿结构（Mg，F）SiO3和MgSiO3在下地幔温压范围内的稳定性。进而建立下地幔矿物学模型提供了基础物理依据。     

方铅精矿中脉石成分在Na2CO3熔盐中的 反应行为研究

为探究方铅精矿低温熔盐清洁冶金方法,在热力学分析的基础上,采用XRD分析技术,研究了方铅精矿中主要脉石成分SiO2、CaCO3、MgCO3、Al2O3等与Na2CO3熔盐的反应行为。研究结果表明:SiO2在温度高于1 173 K时会和Na2CO3反应生成Na2SiO3;CaCO3在温度高于923 K时会和Na2CO3结合成Na2Ca(CO3)2,但是其在温度高于1 123 K时又会发生分解;MgCO3在温度为873～1 123 K时会分解为MgO,但MgO不会和Na2CO3发生反应;Al2O3与Na2CO3在温度高于973 K时会发生反应,生成铝酸钠。为降低Na2CO3熔盐的消耗量,低温熔盐炼铅温度宜控制为1 073～1 173 K。     

β-Ca2 SiO4在不同水热条件下的水化作用

首先通过固相反应合成了β-Ca2SiO4并在具有搅拌装置且自动产生蒸汽压的不锈钢反应釜中，在高温混合法和低温混合法两种条件下进行了水化反应。反应温度从150℃到400℃，反应时间从数小时到5天。XRD和SEM结果表明有7种不同的钙硅酸盐水合物(C-S-H)能在此不同的水热条件下形成，其中与前驱物β-Ca2SiO4具有相同C／S摩尔比的化合物是(硅酸二钙水合物(Ca2(SiO3OH)(OH))和羟硅钙石(Ca6(SiO4)(Si2O7)(OH)2)，大于前驱物中C／S摩尔比的化合物是佳羟硅钙石(Ca6(Si2O7)(OH)6)和莱粒硅钙石(Ca5(SiO4)2(OH)2)，小于前驱物中C／S摩尔比的化合物是钙硅酸盐(Ca8(SiO4)2(Si3O10))、斜方硅钙石(Ca6(SiO4)(Si3O10))和变针硅钙石(Ca4(Si3O9)(OH))。作者讨论了不同水热条件对钙硅酸盐水合物形成的影响、不同钙硅酸盐水合物的结构与形成条件之间的关系以及水合物的稳定性和合成机理。     

高铝铁矿石球团在预还原过程中的热力学行为

应用物质吉布斯自由能函数法计算高铝铁矿石球团在预还原过程中所发生反应的ΔG,明确球团中物相在该过程中的热力学行为.热力学计算、分析结果表明:还原阶段产生的FeO最易与Al2O3反应生成FeO·Al2O3,其次与SiO2反应生成2FeO·SiO2,最后与SiO2反应生成FeO·SiO2·Al2O3置换2FeO·SiO2和FeO·SiO2中SiO2生成FeO·Al2O3的反应较之SiO2置换FeO·Al2O3中Al2O3的反应要容易得多.FeO.SiO2的还原反应趋势要强于FeO·Al2O3及2FeO.SiO2.     

白云鄂博铁精矿造块过程中含钾脉石与萤石的相互作用

通过对钾长石体系、钾长石-萤石体系及钾长石-萤石-CaO体系在内的含钾长石体系的高温焙烧过程的实验研究,确定了钾长石与萤石不同温度下相互作用的产物.研究结果表明,钾长石在1 090℃开始发生分解反应,生成白榴石(KAlSi2O6)和SiO2.钾长石中加入CaF2,900℃就已经发生钾长石的分解反应,1 060℃开始有硅铝酸盐的生成;钾长石中加入CaF2和CaO,体系中有硅铝酸盐生成,并在1 050℃开始生成枪晶石(3CaO· 2SiO2·CaF2),1 270℃有镁黄长石(2CaO·MgO·2SiO2)和铝黄长石(2CaO· Al2O3·SiO2);焙烧过程伴随有KF生成.     

复合体酸ZrO2—SnO2—Fe2O3／SO^2— 4的制备

用化学共沉淀法并用乙二醇作分散剂,制备复合氧化物基ZrO2-SnO2-Fe2O3/SO^2- 4固体超强酸,并对影响酸强度的各种因素进行了考察,确定了三种元素的最佳配比,硫酸的最佳浓度,浸泡时间,烧结温度及最佳烧结时间等,并对其在乙酸与乙醇的酯化反应中的催化作用进行了部分考察,表明其具有一定的催化活性。     

氯氧镁水泥相稳定性的研究

为在生产和广泛使用氯氧镁水泥时提高氯氧镁水泥相稳定性,运用热力学方法对MgO-MgCl_2-H_2O体系水化产物的生成、溶解和相转化进行分析,并对不同MgO/MgCl_2摩尔比的氯氧镁水泥的耐水性和相变规律进行试验研究.结果表明,水泥石所处的溶液pH值对水化产物相稳定有较大影响,pH升高水化产物的溶解度减小,相稳定性提高;当pH值大于10.37时,溶液析出大量Mg(OH)_2使水化产物相稳定性变差.当摩尔比小于6时,随着摩尔比的增大,水化产物内部过量MgO增多使体系碱度提高,水化产物稳定性改善;当摩尔比大于6 时,水化产物中含过量MgO,由于较多Mg(OH)_2生成产生过大的结晶应力,引起水泥石结构破坏.     

纳米SiO2和纳米CaCO3增强混凝土强度的试验研究

为了研究纳米SiO2、纳米CaCO3对混凝土力学性能的影响,进行了混凝土抗压强度和抗劈裂强度试验.纳米SiO2以0.5%,1.0%,2.0%,3.0%,纳米CaCO3以1.0%,3.0%等量取代水泥,标准养护7,28,78,128 d后进行混凝土强度测试.结果表明:纳米SiO2以3%等量取代时可以加速混凝土中C-S-H凝胶在水化早期和二次水化反应中的形成,从而提高混凝土的抗压和劈裂强度,从经济的角度考虑纳米SiO2的最优掺量为2%;纳米CaCO3可以吸收Ca(OH)2,促进水化碳铝酸钙的生成而提高混凝土的强度,其最优掺量为3%.     

吸附层对制备Ag/SiO2纳米复合材料过程的影响

分别在有水体系和无水体系中制备了Ag/SiO2纳米复合粒子，研究了吸附层对NaOH在体系中的分配、反应场所的变迁、Ag+的还原机理以及产物形貌的影响.采用电导率法测定了NaOH在SiO2表面的吸附曲线，结果表明：在有水体系中，吸附层的形成明显促进了SiO2表面对NaOH的吸附，当达到平衡时，58%的NaOH分配在SiO2表面；在无水体系中，当达到吸附平衡时仅有25%的NaOH分配在SiO2表面.溶剂置换实验结果表明：在有水体系中，吸附层是Ag生成反应进行的主要场所；在无水体系中，Ag生成反应在乙醇溶液相和SiO2表面都可以发生.利用紫外 可见光（UV Vis）光谱、X射线衍射仪（XRD）、透射电镜（TEM）和能谱仪（EDAX），对比了在有水体系和无水体系中Ag+的还原过程，阐述了吸附层对Ag+还原机理的影响.利用XRD、TEM和EDAX对Ag/SiO2最终样品进行了分析，发现在有水体系中生成的Ag粒子比在无水体系中生成的Ag粒子的粒径小，分布更加均匀.     

原位生成Sialon增强Al2O3-SiC—C铁沟浇注料抗渣机理研究

采用静态坩埚法进行了Sialon增强Al2O3-SiC-C铁沟浇注料的抗渣实验。结果表明，该种铁沟料具有比传统铁沟料更优异的抗渣性能。通过X-射线衍射和SEM分析可知，其抗渣机理为：添加的Si3N4，Si与Al2O3发生原位反应生成Sialon，使材料内部结合更加紧密，并且生成的Sialon活性较高，氧化放出气体，阻止熔渣的渗入；其次，Sialon向熔渣中溶解，使熔渣成为含N的高硅玻璃，粘度增大；此外，Al2O3与熔渣的MgO反应生成MgAl2O4，形成一阻挡层，这也是Sialon增强Al2O3-SiC-C浇注料具有优异的抗渣渗透及侵蚀性能的重要原因．     

P2O5对转炉钢渣矿物结构的影响

依据实际转炉钢渣理化特性,以CaO-MgO-SiO2-Fe2O3四元渣系作为基础渣系,向该渣系中加入渣量1%～7%（质量分数）的P元素,使用SEM和EDS对合成渣系矿物结构进行表征与分析。结果表明：合成渣系主要由硅酸二钙、铁酸二钙及方镁石组成,其中磷元素主要以磷酸三钙的形式固溶于硅酸二钙中,在其他相中并未发现磷元素的存在;随着磷含量的增加,磷元素在硅酸二钙矿物中的含量随之增加,并可能出现独立的磷灰石相,这可为转炉钢渣在磷肥工业的应用研究提供参考。同时,由于磷加入量增多,CaO优先与[PO4]4-反应,早先存在的方镁石逐渐消失而溶入基质相。基质相2CaO·Fe2O3向CaO·MgO·Fe2O3发生转变,最后形成2MgO·Fe2O3,表明高磷含量有利于改善转炉钢渣的安定性能。