氧化铈的引入量对堇青石多孔陶瓷的性能影响

实验以煤矸石、滑石和氧化铝为主要原料，以稀土金属氧化物氧化铈(CeO₂)为烧结助剂，将试样分别在1 225、1 250、1 275、1 300℃的温度下保温3 h，主要研究CeO₂的引入量(质量分数)分别为0、1%、2%、3%、4%时，试样基本物理性能和物相组成的变化规律。结果表明：当试样在1 300℃的烧成温度下保温3 h,CeO₂的引入量为2%(质量分数)时，试样的体积密度为0.87 g·cm^-3，显气孔率为68.58%，吸水率为78.68%，且通过XRD表征试样中堇青石相的纯度较高，说明以煤矸石为主要原料、CeO₂为烧结助剂可在较低温度下合成具有一定基础性能的堇青石多孔陶瓷，为堇青石的低温合成技术和煤矸石的综合利用奠定一定的理论基础。     

ZrO2 对堇青石多孔陶瓷性能和显微结构的影响

以高岭土、滑石和αAl2O3微粉为主要原料,按堇青石的理论组成配料后,外加10%的化学纯活性炭为造孔剂,同时分别外加0、0.25%、0.5%、0.75%和1.0%的分析纯ZrO2,经湿混、干燥、造粒、成型和1340℃保温5h烧成后,制成不同ZrO2含量的堇青石多孔陶瓷,并研究了ZrO2外加量对试样热膨胀系数、显气孔率、吸水率及烧成收缩率的影响,并用XRD和SEM分析了试样的物相组成和断面形貌。结果表明:与未加ZrO2的相比,外加0.25%ZrO2时,试样的热膨胀系数显著降低,但超过0.25%时,热膨胀系数随ZrO2外加量的增加而略有升高;随ZrO2外加量的增加,试样的显气孔率和吸水率逐渐增大,而烧成收缩率降低;与未加ZrO2的试样相比,外加1.0%ZrO的试样内扁平状气孔的数量较多,且气孔在试样内分布较均匀。     

烧成工艺对堇青石-莫来石窑具材料性能的影响

以堇青石、莫来石、高岭土和氧化铝微粉为原料制备堇青石-莫来石窑具材料,研究了烧成温度、保温时间对堇青石-莫来石窑具材料的常温性能、高温抗折强度和抗热震性的影响。并通过XRD分析了试样烧成后的物相变化,通过SEM观察了试样的显微结构。结果表明:随烧成温度从1340℃提高到1400℃,试样的线膨胀率增加,显气孔率增加,常温抗折、常温耐压强度和高温抗折强度增大,但1370℃烧成后的试样的抗热震性最好;对1370℃烧成的试样,随保温时间从3 h延长到5 h,试样的常温性能、高温抗折强度及抗热震性都有所降低。综合分析,在1370℃下保温3 h烧成的试样性能较为优良。     

烧成温度和成型压力对堇青石多孔陶瓷的性能影响研究

以高岭土、硅微粉和烧结镁砂为主要原料，采用模压成型法将理论配比的堇青石陶瓷粉体分别以50、60、80 MPa的压力成型为直径为30 mm的试样，将充分干燥后的试样分别在1 200、1 250、1 300、1 350℃的温度下保温2 h后，检测其常温物理性能，并进行矿物组成的表征分析。结果表明：在1 350℃的烧成温度下，当成型压力为60 MPa时，试样的成型效果和综合性能较优，即试样的耐压强度为29.54 MPa，体积密度为1.71 g·cm^-3，显气孔率为36.15%，表明烧成温度和成型压力的适当增加可促进试样的烧成和堇青石相的合成过程，为堇青石相的人工合成奠定一定的理论基础。     

镁橄榄石制备六方柱状堇青石及其晶相和性能研究

我国天然镁橄榄石矿物资源丰富,但其成分复杂,导致高效利用率和产品附加值低。为拓展镁橄榄石高效利用技术,以镁橄榄石、工业氧化铝和石英砂为原料,在空气气氛下经800~1 380 ℃保温2~8 h制备得到堇青石材料,并研究了原料组成和烧成制度对合成六方柱状堇青石的影响。结果表明,合成堇青石的最佳烧成制度为1 380 ℃保温8 h,此时堇青石合成纯度最高,晶型发育良好且晶粒为六方柱状。当烧成温度为1 380 ℃,保温时间由2 h延长至8 h后,材料中石英砂对应衍射峰消失,堇青石析出量增多,材料的结晶度得到提高,堇青石晶体点缺陷类型可能由V^"_Mg转变为O^"_i添加过量石英砂的试样经1 380 ℃保温8 h烧成后,堇青石晶粒被更多熔融相覆盖包裹,晶粒间间隔减小,堇青石材料更加致密,但堇青石材料的合成纯度并未得到提高。     

添加Li2CO3和BaCO3对合成堇青石性能的影响

采用煤系高岭土、滑石和镁砂为主要原料,在化学组成(w)为MgO13.23%,Al2O333.78%,SiO251.16%的研究配方(试样A)的基础上,分别添加1.0%、1.5%、2.0%的Li2CO3(对应试样编号为L1、L2、L3)或1.0%、2.0%、3.0%的BaCO3(对应试样编号为B1、B2、B3),以100MPa压制成36mm×50mm的圆柱状试样,在110℃干燥4h后,以3~5℃·min-1的升温速度升至1340℃保温3h烧成,然后检测试样的烧后体积收缩率及体积密度、显气孔率和热膨胀系数,并采用XRD分析矿物成分,K值法测量烧后试样的堇青石相含量,以探讨添加Li2CO3和BaCO3对合成堇青石性能的影响。结果表明:随着Li2CO3添加量的增加,烧后试样的体积收缩率和体积密度逐渐增大,显气孔率逐渐减小,而添加BaCO3对堇青石合成过程中的烧结性影响不大;烧后试样A和B2中除分别含有为90%和95%的堇青石外未检测到其他晶相,但L1中还存在一定量的LiAlSi2O6相;添加剂Li2CO3或BaCO3均能降低合成堇青石的热膨胀系数。     

用粉煤灰和菱镁矿低温制备堇青石质多孔材料

在粉煤灰中添加不同比例菱镁矿,于1 200、1 250℃和1 300℃烧成温度下制备出堇青石质多孔耐火材料。研究表明：菱镁矿在烧成过程中于700℃分解产生CO2,起到造孔剂和发泡剂的作用,分解生成的MgO将与粉煤灰中的Al2O3、SiO2反应生成堇青石;随着菱镁矿添加量的增加,粉煤灰中Al2O3和SiO2与MgO的反应更完全,主要生成堇青石和少量镁橄榄石;当菱镁矿添加量过多时,新生成的MgO与粉煤灰中SiO2反应,产生液相过多,造成部分气孔封闭,使得烧成后试样的显气孔率随菱镁矿添加量的增加呈先增加后减小的趋势。优化烧成工艺条件为1250℃并保温3h,当菱镁矿添加量为15%（质量分数）时,制备出显气孔率达48%、孔径为20～40μm、体积密度为1.27g/cm3、抗压强度为38MPa、抗折强度为29MPa的堇青石质多孔材料。     

烧成制度对莫来石-堇青石窑具弯蠕变的影响

以莫来石和红柱石为骨料,氧化铝粉、高岭土、滑石和黏土为基质粉料,将预混好的粉料和骨料与结合剂混练,真空练泥并困料后,挤压成型为中空棚板,经充分干燥后,进窑烧成。部分莫来石-堇青石试样在1 370℃下分别保温4、8和10 h烧成,另一部分试样分别在1 350、1 370、1 390℃保温10 h烧成。检测烧后试样的显气孔率、体积密度、蠕变率(25 kN,1 275℃10 h)等,考察保温时间和烧成温度对抗弯蠕变等性能的影响,并用SEM分析其显微结构。结果表明:适当延长保温时间或提高烧成温度均可改善莫来石-堇青石制品的抗弯蠕变性能,制品的显气孔率较低,体积密度较高,蠕变率和蠕变速率均较低;制品中良好的基质网络结构及骨料与基质间的紧密结合是低蠕变率和低蠕变速率的主要原因;确定最佳烧成温度为1 390℃,保温时间为10 h,所得产品的蠕变率低,厂家使用效果理想。     

酸处理对堇青石质蜂窝陶瓷性能的影响

用硝酸溶液对堇青石质蜂窝陶瓷样品进行处理。测定了酸处理时间不同的样品的热膨胀系数、气孔率和吸水率及抗压强度，研究了酸处理对堇青石质蜂窝陶瓷性能的影响规律，通过SEM分析了酸处理前后样品的断面形貌．并用ICP测定了酸处理液中的各种离子浓度，探讨了酸处理影响性能的机理。试验结果表明：酸处理能显著降低堇青石质蜂窝陶瓷的热膨胀系数，增加显气孔率和吸水率，但削弱了材料的机械强度。     

锂辉石对堇青石多孔陶瓷性能的影响

通过堇青石颗粒料制得的堇青石多孔陶瓷,与加入一定比例锂辉石制得的堇青石多孔陶瓷,在不同的温度下烧成,对气孔率、抗折强度、热膨胀系数等性能进行测试对比研究,对比实验数据表明加入锂辉石对堇青石多孔陶瓷的性能起到了优化作用。结果表明加入5%锂辉石烧成温度1280℃制得堇青石多孔陶瓷气孔率45.83%、抗折强度22.64MPa、热膨胀系数1.73×10-6/℃。