钽铌尾矿在烧结微晶玻璃中的应用研究

通过大量实验 ,研究了钽铌尾矿在烧结法微晶玻璃装饰板中的应用。确定了 Ca O— Al2 O3— Si O2 系统玻璃颗粒的起始烧结温度 ( Ts) ,起始析晶温度 ( Tc)。利用 X射线衍射分析 ( XRD)和扫描电子显微镜 ( SEM) ,对晶化试样的物相进行鉴定和微观结构观察。研究结果表明 ,钽铌尾矿可以作为烧结法生产微晶玻璃的原料 ,并且可以得到主晶相为β-硅灰石的微晶玻璃。     

析晶促进剂对微晶玻璃性能的影响

利用扫描电子显微镜和X射线衍射仪研究析晶促进剂对微晶玻璃材料收缩率、密度、烧结率和力学性能的影响。结果表明：在添加CaF2的基础上再分别添加白榴石和堇青石,当烧结温度相同时,添加白榴石的样品烧结率和密度较大,抗压强度和抗弯强度比较高。综合比较各样品密度、抗压强度和抗弯强度,以CaF2＋10%白榴石＋玻璃粉样品的性能最好,密度较大,抗压强度和抗弯强度最高。     

CaO- ZnO-B2O3-SiO2玻璃/Al2O3低温共烧复合陶瓷基板研究

用CaO-ZnO-B2O3-SiO2玻璃和氧化铝陶瓷复合材料制备了低温共烧陶瓷基板.在CaO-B2O3-SiO2微晶玻璃中引入ZnO,玻璃微晶化后的主晶相仍为硅灰石,但它的软化温度有不同程度的降低,同时析晶温度也有了显著的改变.特别是以ZnO部分取代CaO时,析晶温度明显提高.该玻璃与氧化铝复合可以在较宽的温度范围内烧结.在850℃/30 min烧结,得到了气孔率为1%、介电常数εr = 7.10的陶瓷基板材料.     

利用抛光砖污泥制备微晶玻璃研究

利用65wt%抛光砖污泥等,通过烧结法制备CAS(CaO-Al2O3-SiO2)微晶玻璃,并采用XRD、SEM等研究了抛光砖污泥微晶玻璃的相组成以及微观形貌。研究结果表明,在烧结制度为,核化:950℃保温40min;晶化:1150℃保温120min,可制备出表面光滑细腻平整,有漂亮析晶花纹,结构致密的装饰用微晶玻璃。其力学性能、耐酸碱腐蚀等物理化学性能较好。所得抛光砖污泥微晶玻璃的主晶相是硅灰石(CaSiO3),伴有钙铝黄长石(Ca2Al2SiO7)次晶相;样品析出的晶粒较大,在5～10μm之间;晶粒呈米粒状均匀堆积分布的是硅灰石(CaSiO3)晶体,而片状的晶粒就是钙铝黄长石(Ca2Al2SiO7)晶体。     

CaO-Al_2O_3-SiO_2系微晶玻璃的制备及性能研究

笔者以主晶相为β-硅灰石的CaO-Al_2O_3-SiO_2系微晶玻璃为研究对象,利用烧结法制备微晶玻璃。采用不同的晶化热处理制度,研究不同的核化温度和晶化温度对微晶玻璃的显微结构和性能的影响。主要测试了微晶玻璃的机械性能、显微形貌和X射线衍射分析、吸水率、密度以及酸碱度,通过对实验结果进行分析,确定其主晶相为硅灰石(CaSiO3),晶粒形貌为棒状、柱状,晶粒大小为0.2～0.3μm,晶相含量为35%～40%。笔者讨论了不同因素对微晶玻璃性能的影响,得出如何提高微晶玻璃的抗弯强度、密度、耐酸碱度及硬度等性能。     

高铝粉煤灰提铝硅钙渣制备硅灰石微晶玻璃研究

以高铝粉煤灰提铝硅钙尾渣为主要原料,采用烧结法制备了硅灰石微晶玻璃。利用DTA、XRD和SEM分析方法研究了热处理制度、硅钙渣用量对微晶玻璃的晶化过程、显微结构及物化性能的影响。结果表明：核化时间与晶化时间的延长有助于硅灰石晶体的定向生长与紧密排列,对微晶玻璃的力学性能影响显著,而晶化温度与核化温度的影响则相对较小;随着硅钙渣的用量增加,微晶玻璃中硅灰石的析出能力增强,当其用量为70．98％,在800℃下核化热处理90 min,920℃晶化处理90 min时,可制备出单一晶相的硅灰石微晶玻璃。     

高炉矿渣微晶玻璃的研制

以高炉矿渣为主要原料,加入适量辅助原料,经过熔融、热态浇注成形得到基础玻璃,对其应用两级热处理工艺,获得主晶相为硅灰石的矿渣微晶玻璃.并运用DTA、SEM分析技术确定矿渣微晶玻璃的核化、晶化温度及矿物组成,比较热处理前后样品的微观结构.结果表明:以硅灰石为主晶相的矿渣微晶玻璃,其结构均匀致密、机械性能良好.     

不同气氛下自然冷却黄磷炉渣析晶动力学研究

以自然冷却黄磷炉渣为研究对象,采用熔融法制备CaO-Al2O3-SiO2 (CAS)系微晶玻璃.分别通过Owaza方程和修正后的Kissinger方程方程计算自然冷却黄磷炉渣基础玻璃的析晶活化能(E),利用Augis-Bennett方程计算了自然冷却黄磷炉渣基础玻璃的晶体生长指数(n),利用差热分析和X射线衍射分析技术分析了不同气氛下自然冷却渣微晶玻璃的析晶规律和晶相组成.结果表明:基础玻璃在空气气氛下较氮气气氛下更容易析晶;在一定的升温速率下,基础玻璃的析晶方式均为三维体积晶化;无论是在空气气氛下还是在氮气气氛下,自然冷却黄磷炉渣微晶玻璃的主晶相均为硅灰石(CaSiO3).     

晶化热处理工艺对白榴石微晶玻璃性能影响的研究

实验采用化工原料制备以白榴石为主相的K_2O-Al_2O_3-SiO_2系统微晶玻璃,采用X射线衍射分析(XRD)探究了晶化处理温度、晶化处理时间对白榴石析晶状况的影响,并优化热处理工艺参数,成功采用熔体冷却析晶法制备了白榴石晶体。通过三点抗弯强度、显微硬度、透光性等检测手段对压制烧结成型的试样进行性能测试与分析,结果表明,晶化处理温度及晶化处理时间对白榴石析晶状况影响较大。烧结样品的最佳晶化处理温度为1000℃,透光性良好,光吸收系数0.79 cm~(-1),三点抗弯强度115.72 MPa,维氏硬度473.4 HV,满足ISO6872牙科陶瓷材料的要求。     

氮化硅和微晶玻璃复合材料的研究

通过水淬法制备出基础玻璃粉,根据DTA分析、XRD分析,通过热处理制备出了以枪晶石晶体为主晶相的微晶玻璃;加入微晶玻璃与氮化硅进行复合,通过调节工艺以常压低温烧结的途径得到开口气孔率低、力学性能良好的微晶玻璃结合氮化硅复合材料。     

X射线衍射分析微晶玻璃陶瓷复合砖表面残余应力

运用X射线衍射的方法测试了微晶陶瓷复合砖表面的残余应力，发现抛光微晶玻璃表面残余应力较小。通过分析微晶玻璃陶瓷复合砖表面残余应力产生的原因，指出X射线衍射测得的表面残余应力主要由瓷坯与微晶玻璃间的膨胀系数差别及冷却时温度梯度引起的热应力造成。X射线应力测试和微晶玻璃表面扫描电镜图像都显示，微晶玻璃中硅灰石晶相有取向性。     

ZrO2对CaO-Al2O3-SiO2系统微晶玻璃烧结过程的影响研究

CaO-Al2O3-SiO2系统微晶玻璃作为微晶玻璃中的一个新品种,具有非常鲜明的特点.本文讨论了在CaO-Al2O3-SiO2系统微晶玻璃中加入ZrO2,研究了ZrO2对CaO-Al2O3-SiO2系统微晶玻璃烧结的影响.随着ZrO2加入量的增加,玻璃颗粒的烧结收缩率下降,说明ZrO2的加入对玻璃颗粒的烧结收缩有一定的阻碍作用.ZrO2的加入对CaO-Al2O3-SiO2系统微晶玻璃中的主晶相(β-硅灰石晶体)的析出没有大的影响.     

粉煤灰微晶玻璃的试验研究

本文以工业废弃物粉煤灰和废玻璃为主要原料,添加适量化学纯试剂,采用烧结法制备了CaO-Al2O3-SiO2系粉煤灰微晶玻璃。运用X射线衍射(XRD)对粉煤灰微晶玻璃进行了研究,并测试了粉煤灰微晶玻璃的密度。通过分析了粉煤灰添加量对微晶玻璃试样影响。实验结果表明:粉煤灰微晶玻璃的主晶相为硅灰石,次晶相为副硅灰石;粉煤灰添加量达到35%时,粉煤灰微晶玻璃性能最佳。     

烧结法制备Li2O-Al2O3-SiO2微晶玻璃的烧结制度及性能研究

采用烧结法制备了Li2O-Al2O3-SiO2(LAS)微晶玻璃。通过DSC分析，并结合对LAS微晶玻璃烧结过程的研究，提出了其较合适的烧结制度。用XRD对该微晶玻璃的物相组成进行了研究，讨论了烧结温度对LAS微晶玻璃热膨胀系数及抗弯强度的影响。为获得具有结构均匀致密、晶相含量高的LAS微晶玻璃，应使烧结温度尽量接近主晶相析晶温度。本文研究的LAS微晶玻璃的适宜烧结温度为1130℃。     

MgO对黄磷炉渣微晶玻璃析晶影响

以黄磷炉渣为基础原料,通过加入辅料和MgO,以熔融法制备CaO-Al2 O3-SiO2(CAS)系微晶玻璃;通过差热分析(DTA)、X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)等分析方法分析MgO对黄磷炉渣微晶玻璃晶化行为的影响.结果显示:随着加入MgO的量的增加,基础玻璃的核化温度和晶化温度下降,析晶活化能E减小;黄磷炉渣微晶玻璃的晶相类型并未因MgO添加量的增多而改变,其主晶相为硅灰石(CaSiO3),次晶相为铝透辉石(Ca(MgAl)(SiAl)2O6);但随着MgO添加量的增多,抑制了硅灰石(CaSiO3)晶相的生成,促进铝透辉石(Ca(MgAl)(SiAl)2O6)生成.     

铁尾矿-CRT玻璃协同制备CMAS微晶玻璃的研究

以废弃的承德铁尾矿和CRT显像管废玻璃为主要原料,采用烧结法制备CaO-MgO-Al2O3-SiO2微晶玻璃,并利用DSC、XRD和EPMA等测试手段对样品的晶相种类、微观结构以及各项理化性能进行表征.结果表明:CRT玻璃的合适引入量为20％.直接采用CRT玻璃和铁尾矿进行烧结,微晶玻璃主晶相为石英,无法制备具有预期晶相的试样;将铁尾矿高温熔化后进行水淬,可以有效提高烧结反应活性,有利于制备CMAS微晶玻璃;铁尾矿中额外添加11.6wt％ CaO,6.2wt％ MgO和2.7wt％ Al2O3后再熔化水淬,与CRT玻璃复合在900℃保温2h进行烧结后样品的主晶相为透辉石,此时微晶玻璃结晶度最高,样品体积密度为2.54 g/cm3,气孔率0.8％,维氏硬度为6.9 GPa.     

BaO-Al2O3-SiO2微晶玻璃密度的计算

为了评估密度作为BaO-Al2O3-SiO2(BAS)微晶玻璃晶化热处理和质量监控手段的可行性和准确性,提出一种测定微晶玻璃密度的方法.利用x射线衍射和Rietveld结构精修法准确测定烧结制备的BAS微晶玻璃中各晶相的质量分数和密度,研究了加和法则应用于BAS系微晶玻璃的准确性.对比精修得到的晶相的晶胞参数和对应标准卡片上纯晶相的晶胞参数,得到样品中各晶相的密度.结果表明:BAS微晶玻璃中各晶相与对应纯晶相的密度差别极其微小.利用获得的各相的质量分数,根据玻璃工艺学的经验数据计算残余玻璃相的密度.最后,根据加和法则计算得到BAS微晶玻璃样品的密度,所得的密度值与利用Archimedes法测得的密度值的相对偏差小于1.4%.     

反应析晶烧结法制备硅灰石玻璃陶瓷

本文提出了一种直接利用废玻璃制备硅灰石玻璃陶瓷的新工艺:反应析晶烧结法。将高岭土和碳酸钙为主要原料合成的析晶促进剂加入到废玻璃粉末中烧结,通过两者间的反应析出硅灰石。研究了析晶促进剂含量和烧结温度对硅灰石玻璃陶瓷的组织、烧结和性能的影响,结果表明:随着析晶促进剂含量的增加,玻璃陶瓷的体密度和开孔隙率增加,强度先增后降。提高烧结温度促进反应析晶,并导致玻璃陶瓷的体密度、开孔隙率和强度降低。析晶促进剂含量为15%,烧结温度为850℃时,制得的硅灰石玻璃陶瓷的力学性能最佳。     

生物玻璃的烧结与析晶

利用玻璃的烧结收缩,结合差热分析和X射线衍射分析,研究了CaO-SjO_2-P_2O_5系统生物玻璃的烧结和析晶动力学。确定它的烧结机制主要是粘性流动烧结。A玻璃和Ⅰ-2玻璃的烧结活化能分别为540kJ/mol和476kJ/mol。析晶相是磷灰石和硅灰石。A玻璃和Ⅰ-2玻璃的析晶表观活化能分别约为480kJ/mol和390kJ/mol。通过分析烧结温度、Na_2O含量对烧结和析晶的影响,选择了合适的烧结条件,控制烧结和析晶程度,获得了既有足够的自身强度,又有一定的结合强度的多孔玻璃陶瓷。     

添加氟化物对硅灰石玻璃陶瓷性能的影响

以钙铝黄长石、废玻璃粉为主要原料,分别添加MgF2、BaF2及复合氟化物,用反应析晶烧结法制备硅灰石玻璃陶瓷.使用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对样品的物相和形貌进行表征.对添加不同氟化物制备的硅灰石玻璃陶瓷进行了密度、收缩率、气孔率、吸水率、抗弯强度、抗压强度等性能测试.结果表明,添加MgF2、BaF2或复合氟化物制备的玻璃陶瓷主晶相均为硅灰石.添加MgF2可促使硅灰石玻璃陶瓷大量析晶,密度较低,吸水率和气孔率均较高,抗压强度大大降低.添加BaF2或复合氟化物具有较低的吸水率和气孔率,较高的密度,以及较高的抗弯强度和抗压强度.添加复合氟化物后可通过玻璃陶瓷的自收缩作用实现其烧结致密化,当添加5％MgF2与5％BaF2后,制得的硅灰石玻璃陶瓷体积密度2.4322 g/cm3,相对密度90.93％,气孔率0.27％,吸水率0.06％,抗弯强度54 MPa,抗压强度239 MPa.