感应炉用炉衬的性能研究

以试验用石英砂为主要原料,α-Al2O3微粉为烧结剂,硼酸为助烧剂,按5～1mm、1～0mm、〈0.088mm的颗粒级配进行配比,干式捣打成形,并在1550℃,烧成4h。通过改变α-Al2O3微粉和硼酸加入量,测试和比较了α-Al2O3微粉和硼酸加入量对试样烧结后性能的影响。实验结果表明：α-Al2O3微粉的适合加入量为3%～4%,硼酸的适合加入量为2%。     

α-Al2O3纳米粉对高纯刚玉砖烧结性能的影响

研究了在刚玉砖基质中分别引入0.5%,1%,2%和3%的α-Al2O3纳米粉及分别引入4%,8%和12%的α-Al2O3微粉时对高纯刚玉砖烧结性能的影响.检测试样于1100℃、1300℃、1400℃、1500℃、1600℃和1700℃保温5 h热处理后的体积密度和强度,并用扫描电镜观察其显微结构.结果表明同时加入α-Al2O3纳米粉和α-Al2O3微粉可以促进固相烧结,改善制品烧结性能,使烧结温度降低200～400℃;当α-Al2O3纳米粉加入量为1%～2%,α-Al2O3微粉加入量为4%～8%时,烧结温度可降到1400～1500℃,此时,试样的体积密度和强度达到最佳值.其烧结机理是以扩散传质为主的固相烧结.     

不同微粉对刚玉质浇注料性能的影响研究

在刚玉质低水泥浇注料中分别引入SiO2微粉和Al2O3/SiO2凝胶粉,研究了试样经烘烤(110 ℃×24 h)和烧成(分别为1100 ℃×3 h和1500 ℃×3 h)后的气孔率、体积密度、线变化率、抗折强度及耐压强度等物理性能.研究结果表明:在刚玉质低水泥浇注料中加入Al2O3/SiO2凝胶粉和SiO2微粉均能有效地降低气孔率,提高其体积密度和强度;但微粉的引入使试样的线变化率增大,且随着热处理温度的提高,影响更加显著.微粉的引入可以有效地改善浇注料中物料的填充行为及烧结行为,从而提高浇注料的密度与强度;在浇注料中加入6wt%的SiO2微粉或6wt%的Al2O3/SiO2凝胶粉可使浇注料获得较好的综合物理性能.     

超微粉对耐火浇注料性能的影响

论述了超微粉的性能及作用机理,讨论了硅灰和α-Al2O3微粉对耐火浇注料加水量、成型性能、强度和抗渣性能的影响。结果表明:(1)两种微粉配合使用,材料性能较好;(2)单独使用一种微粉时,硅灰效果优于α-Al2O3微粉;(3)当α-Al2O3微粉用量一定时,增加硅灰,水用量显著降低;(4)本试验条件下,超微粉适宜用量:硅灰6％,α-Al2O3微粉2％,此时加水量、成型性能、强度和抗渣性能最优。     

不同来源α-Al2O3微粉对铝矾土质低水泥浇注料性能影响

探讨了将市售4种不同来源α-Al2O3微粉分别引入到铝矾土质低水泥浇注料中,4种α-Al2O3微粉分别命名为国产A、国产B、进口A、进口B。实验结果表明,进口A铝微粉由于具有双峰分布,且颗粒较细,因而其填充性较好,同时有助于体系内烧结;含有进口A铝微粉试样各项性能最好;国产B铝微粉由于粒度分布较宽,且颗粒较大,含有这种铝微粉的试样各项性能最差;国产A铝微粉颗粒分布也较窄,各项性能指标仅次于含有进口A铝微粉。     

α-Al2O3微粉加入量对刚玉干式捣打料性能的影响

为了提高感应炉用刚玉炉衬的服役寿命,以棕刚玉、电熔镁砂、α-Al2O3微粉为原料制备了刚玉干式捣打料,并研究了α-Al2O3微粉加入量(其质量分数为0、1%、2%和3%)对刚玉干式捣打料性能的影响。研究结果表明:经1 600℃热处理后,随着α-Al2O3微粉的增多,刚玉干式捣打料的加热永久线变化呈先减小后增大趋势,体积密度增大,显气孔率相应减小,耐压强度先减小再增大;α-Al2O3微粉加入量为2%(w)时试样的加热永久线变化相对较小,耐压强度减小到22.8 MPa。XRD和SEM分析表明:经1 600℃3 h烧后捣打料中的α-Al2O3微粉反应生成了粒状镁铝尖晶石,晶粒尺寸较小,且分布均匀,有助于捣打料致密度的提高。     

微粉对抗铝浇注料性能的影响

本文主要讨论了硅微粉及α-Al2O3微粉对抗铝浇注料施工性能、成型性能及强度的影响.结果表明:(1)基质中单独引入硅微粉时,随着硅微粉加入量的增加,抗铝浇注料的用水量减少,施工性能得到改善;随着硅微粉含量增加,试样的体积密度逐渐上升,烘干及烧后高温烧后强度升高,烧后线变化逐渐下降;(2)基质中引入硅微粉和α-Al2 O3的复合粉,随着二者比例的增加,抗铝浇注料的性能不断得到改善;本试验中,当基质中硅微粉占4％,α-Al2O3占1％,此时加水量、成型性能、强度、线变化率最优.     

α-Al2O3微粉对刚玉-尖晶石浇注料性能的影响

以优质白刚玉、高纯富铝尖晶石和α-Al2O3微粉(d50为4.596μm和2.148μm)为主要原料制备了刚玉-尖晶石浇注料,研究了α-Al2O3微粉加入量(质量分数分别为8%、12%和16%)对刚玉-尖晶石浇注料性能的影响。结果表明:1)随α-Al2O3微粉加入量增加,浇注料基质的流动性能提高;α-Al2O3微粉粒度较细时基质的流动性较好,而α-Al2O3微粉较粗时基质的流动性变差。2)增加α-Al2O3微粉加入量,刚玉-尖晶石浇注料的密度增加,强度明显提高,抗渣侵蚀性和抗渣渗透性明显改善,但α-Al2O3微粉加入过多时其抗热震性变差。α-Al2O3微粉的合适加入量为12%。3)与钢包渣相比,LF渣对刚玉-尖晶石浇注料的侵蚀性较大。4)采用优质电熔白刚玉、电熔尖晶石和α-Al2O3微粉,能够生产出性能优良的刚玉-尖晶石浇注料。     

添加剂对超硬材料陶瓷结合剂性能的影响

以金属Al粉与α-Al2O3微粉作为陶瓷结合剂的添加剂,研究其对陶瓷结合剂抗弯强度、矿物组成及气孔分布等性能的影响.结果表明:金属Al粉添加量为4wt％,在620℃下烧结时,试样抗折强度最高为29.97 MPa,较基础陶瓷结合剂试样提高了10.3％;单独添加α-Al2O3微粉能够提高结合剂的黏度,防止试样在烧成过程中产生不均匀变形,提高陶瓷结合剂的网络致密度;在680℃下烧结,试样抗折强度大幅提高,最高强度为65.46 MPa,较基础陶瓷结合剂提高了140％,并且与陶瓷结合剂发生反应生成霞石(NaAlSiO4),霞石的生成有拓宽烧结范围,抑制裂纹延伸的作用;金属Al粉与α-Al2O3微粉共同加入对陶瓷结合剂抗折强度的提高有更好的效果,在680℃下烧结,当金属Al粉添加量为2wt％,α-Al2O3微粉添加量为30wt％时,试样抗折强度最高为80.33 MPa,较基础陶瓷结合剂试样提高了195.5％;金属Al粉的加入不会影响陶瓷结合剂气孔的形成,气孔分布均匀且较多,具备容纳磨屑与携带冷却液的性能.     

提高大规格超薄建筑陶瓷砖瓷坯性能的研究

大规格超薄建筑陶瓷砖的研究和开发中的关键技术之一就是提高瓷坯的机械强度和烧结性能。本论文中采用了传统原料高岭土、长石、石英,并引入具有低温熔融特性的含锂瓷石,有效地满足了减少烧成收缩、扩大烧结范围和降低烧成温度的要求,通过调整配方组成和烧成制度,研制出了适合大规格超薄砖生产的基础配方。在此基础上,添加30%的α-Al_2O_3微粉,进一步将瓷坯的抗折强度从60MPa提高到了140MPa。     

多孔球形莫来石基浇注料的制备及性能研究

为制备保温性能及机械性能均较优异的高温窑炉用隔热耐火材料,以多孔球形莫来石、矾土细粉、α-Al₂O₃微粉、硅微粉和Secar71水泥为主要原料,制备了多孔球形莫来石基浇注料,研究了矾土细粉掺量对多孔球形莫来石基浇注料机械性能、导热系数、抗侵蚀性能及热震稳定性的影响。结果表明,改变矾土细粉的掺量,可使多孔球形莫来石基浇注料在保持较高机械性能的基础上提高保温性、热震稳定性和抗侵蚀性能。随着矾土细粉掺量的增加,多孔球形莫来石基浇注料的机械性能变化不大,但导热系数小幅降低,抗侵蚀性能出现较大差异,热震稳定性先提高后降低。当矾土细粉掺量为28%(质量分数)时,多孔球形莫来石基浇注料的机械性能、热震稳定性及抗侵蚀性能良好,在1 000 ℃时导热系数为0.905 W·m^-1·K^-1。多孔球形莫来石基浇注料的导热系数低于中间包和钢包永久层用高铝浇注料,可替代中间包、钢包永久层用高铝浇注料以减少热损失。     

α-Al2O3含量对刚玉-莫来石材料物理性能的影响

以电熔莫来石、板状刚玉为骨料,加入不同量α-Al2O3细粉,在1600℃保温3 h烧成。检测了试样的体积密度、显气孔率、抗折强度、抗热震性,并结合X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和EDAX分析了试样的显微结构。结果表明,试样在经过1600℃烧成后,随着α-Al2O3微粉含量的提高,试样体积密度和高温抗折强度呈先升高后降低的趋势,耐压强度逐渐降低;α-Al2O3微粉含量为8%的刚玉-莫来石材料,经1600℃烧成后α-Al2O3颗粒长大,分布均匀,结合紧密,形成连续的交错网络骨架结构,具有较好的物理性能。     

稀土La2O3添加对氧化铝多孔陶瓷性能的影响

以煅烧α-Al2O3为原料,稀土氧化镧(La2O3)为添加剂,羧甲基纤维素为成型粘结剂,通过混料、困料、研磨、模压成型、高温烧结等工序制备了氧化铝多孔陶瓷,研究了烧结温度及La2O3添加量对氧化铝多孔陶瓷的线收缩率、体积密度、孔隙率、抗折强度和微观形貌的影响。结果表明:在相同烧结温度下,随稀土添加量的增加,多孔陶瓷的体积密度、线收缩率与抗折强度均降低,而孔隙率则逐渐增加。微观形貌与X衍射分析表明,稀土La2O3的加入,抑制了氧化铝颗粒间的烧结,并在高温下与氧化铝反应生成了片状晶体LaAl11O18,片状晶LaAl11O18阻碍了氧化铝晶粒的长大,进而抑制了坯体的收缩,最终使得氧化铝多孔陶瓷具有较高的孔隙率。     

溶胶-凝胶法制备不锈钢表面SiO2-ZrO2-Al2O3-Cr2O3涂层的研究

用溶胶-凝胶法在不锈钢表面制备了SiO2-ZrO2-Al2O3-Cr2O3，涂层，并用XRD、SEM等手段对其相结构、界面形貌进行了表征，且完成了900℃高温下的抗氧化性实验及FeCl3腐蚀实验。结果表明：预涂Al2O3-Cr2O3过渡层可使基体与涂层结合较好；涂有薄膜的不锈钢抗氧化性、耐腐蚀性均有显著提高。     

α/γ-氧化铝对合成镁铝水滑石结构性能的影响

为了解α-氧化铝和γ-氧化铝合成镁铝水滑石（LDH）结构性能的差异,以α-氧化铝和γ-氧化铝为原料采用水热法合成了镁铝水滑石α-LDH-2.0和γ-LDH-2.0。通过扫描电镜（SEM）、红外光谱（FT-IR）、拉曼光谱（Raman）、X射线光电子能谱（XPS）、X射线衍射（XRD）、热重分析（TG-DTG）等对α-LDH-2.0和γ-LDH-2.0进行了检测,并将α-LDH-2.0和γ-LDH-2.0用于吸附刚果红的实验。结果表明：γ-氧化铝合成的γ-LDH-2.0板层更无序、结晶度较高,吸附实验中γ-LDH-2.0对刚果红的吸附效果强于α-LDH-2.0,并且适应更广的溶液pH范围,说明使用不同晶型的氧化铝可以调控镁铝水滑石的形貌结构使其高效吸附刚果红。当刚果红质量浓度为100 mg/L、镁铝水滑石添加量为20 mg时,α-LDH-2.0和γ-LDH-2.0对刚果红的吸附量较大,酸性条件更有利于α-LDH-2.0和γ-LDH-2.0对刚果红的吸附,α-LDH-2.0和γ-LDH-2.0去除刚果红的吸附动力学更符合拟二级动力学方程,等温吸附过程符合Langmuir模型。     

磷酸丁辛酯的合成实验研究

以磷酸、丁辛醇为原料,在催化剂存在下合成了用途广泛并可作为新型结焦抑制剂中间体的磷酸酯,实现了磷酸的直接酯化。试验结果表明：在磷酸酯的合成中反应温度、时间、催化剂用量、原料配比等因素对合成都有影响。最佳工艺条件为：醇酸物质的量比2．3：1,反应时间4h,反应温度控制在140℃,催化剂加入量为反应物总物质的量数的2．0％,且采用硫酸氢钠-氧化铝复合体系（其中硫酸氢钠含量为75％）效果最好,其产率为75．67％。     

红硅石对化铜感应炉炉衬性能的影响研究

采用特级矾土熟料、一级矾土熟料、活性α-Al2O3粉及红硅石粉为原料,硼酐为结合剂,研究分别加入10%、15%、20%、25%和30%红硅石粉对化铜感应炉炉衬耐火材料性能的影响.利用X射线衍射(XRD)检测了加入红硅石前后的物相组成变化,并采用扫描电子显微镜(SEM)观察和分析了试样烧成后的晶体的形貌.结果表明:红硅石的加入能显著提高炉衬材料内莫来石的生成量,从而提高材料的抗侵蚀性能及其它性能,适宜作化铜感应炉原料,但其加入量有上限,最佳加入量为20%.     

玻璃熔窑池壁侵蚀机理的研究(二)

运用X射线衍射分析,对池壁各特征点处侵蚀前后的耐火材料试样通过受侵材料的X谱图所呈现出的衍射峰图进行所含晶相的分析,研究玻璃窑池壁的侵蚀机理以及不同点处的差异.