γ-Al_2O_3转化为α-Al_2O_3的热力学分析

γ-Al2O3和α-Al2O3都是氧化铝的重要存在形式,都是催化剂的常用载体。γ-Al2O3在热力学上是不稳定的,经高温焙烧或研磨等可以转化为α-Al2O3。采用业界公认的热力学数据,首次对γ-Al2O3转化为α-Al2O3的热力学进行了分析。结果表明,在298.15~1000K范围内,这种相转变属于放热反应,且随温度升高,放热量增大;同时其自由能变化小于0,但随温度升高,自由能负值越来越小。这是因为这一相变反应为熵减过程。     

Al2O3-SiC-C耐火材料抗CaO-SiO2-K2O渣侵蚀性能研究

研究了Al2O3-SiC-C耐火材料的抗CaO-SiO2-K2O渣侵蚀性能,以及添加Cr2O3对Al2O3-SiC-C材料抗渣侵蚀性能的影响.研究结果表明CaO-SiO2-K2O熔渣对Al2O3-SiC-C材料具有明显的侵蚀作用;在Al2O3-SiC-C材料中添加适量的Cr2O3可以有效地抑制CaO-SiO2-K2O熔渣向耐火材料内部的渗透,降低耐火材料的侵蚀速度.     

脲溶液修饰γ-Al_2O_3及其对La_2O_3/γ-Al_2O_3催化肉桂醛MPV反应的影响

采用探针-TPD、探针-IR和电势测量等方法研究不同浓度脲溶液浸泡γ-Al2O3颗粒对γ-Al2O3表面酸碱性质的影响和脲修饰对γ-Al2O3及La2O3/γ-Al2O3催化肉桂醛MPV反应的影响。结果表明,经不同浓度的脲溶液浸泡后,γ-Al2O3表面酸、碱位点强度分布均发生变化,催化肉桂醛MPV反应,生成肉桂醇的选择性随着修饰用脲溶液浓度增加而下降。以脲溶液修饰的γ-Al2O3为载体制备的La2O3/γ-Al2O3催化肉桂醛MPV反应,具有与γ-Al2O3催化该反应类似的变化现象。     

利用油页岩灰渣提取γ-Al_2O_3

以油页岩灰渣为原料,用酸浸法-微湿气体法制备了γ-Al_2O_3,讨论了煅烧温度、酸灰比、酸浸温度与时间等对氧化铝提取率的影响。结果表明,最佳工艺条件为:油页岩灰渣煅烧温度930℃,盐酸/煅烧灰分=40.0 m L/15.0 g,酸浸温度100℃,酸浸时间2.0 h,微湿空气700℃,氧化铝提取率为95%左右,XRD分析确定为γ-Al_2O_3。     

利用油页岩灰渣提取γ-Al_2O_3

以油页岩灰渣为原料,用酸浸法-微湿气体法制备了γ-Al_2O_3,讨论了煅烧温度、酸灰比、酸浸温度与时间等对氧化铝提取率的影响。结果表明,最佳工艺条件为:油页岩灰渣煅烧温度930℃,盐酸/煅烧灰分=40.0 m L/15.0 g,酸浸温度100℃,酸浸时间2.0 h,微湿空气700℃,氧化铝提取率为95%左右,XRD分析确定为γ-Al_2O_3。     

纳米Al_2O_3和Cr_2O_3对镁铬材料烧结与力学性能的影响

利用纳米粉的粒径小及活性高等特性,在镁铬材料中加入不同质量分数(分别为2%、4%、6%)的纳米A l2O3或纳米Cr2O3粉体,研究了这两种纳米粉取代相应的微粉后对不同温度烧成的镁铬耐火材料烧结与力学性能的影响。结果表明:适量地用纳米粉体取代相应微粉可有效改善镁铬材料的烧结,提高其常温与高温力学性能,且烧成温度越低,纳米粉对镁铬材料性能的提高作用越明显;在本试验的镁铬材料的颗粒级配条件下,两种纳米粉的加入质量分数均以4%为最佳;纳米A l2O3的加入能降低镁铬质耐火材料的烧结温度,加入4%质量分数的纳米A l2O3可降低约100℃。     

纳米TiO_2-Al_2O_3复合氧化物载体制备研究进展

综述了溶胶-凝胶法、沉淀法、气相吸附法、水热法制备TiO2-Al2O3复合氧化物的研究进展,尤其是溶胶-凝胶法的不同制备条件对TiO2-Al2O3复合氧化物性质的影响。添加Al2O3可改善TiO2比表面积和热稳定性。同时简要比较了几种方法制得的TiO2-Al2O3复合氧化物,并提出了目前研究中存在的问题及解决途径。     

危废焚烧炉用Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖抗渣侵蚀性及六价铬形成研究

Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖具有较优良的抗渣侵蚀性能和力学性能,被作为内衬材料应用于危废垃圾焚烧炉.然而,危废垃圾来源广,成分复杂,其焚烧所产生的渣对砖的侵蚀程度及机理也必然不同.此外,砖中的Cr2O3在高温下可能氧化为含Cr(Ⅵ)的有害物质.为此,通过静态抗渣实验研究了四种不同组成危废灰渣对Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖的侵蚀过程及机理,并通过浸出实验研究了熔渣对砖中Cr(Ⅵ)形成的影响.结果 表明:不同渣对Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖的侵蚀程度及机理各不相同.高钙渣A侵蚀过程中,生成了高熔点的CA6、Ca2Al2SiO7和Ca2SiO4相,在一定程度上减缓了渣的侵蚀速度,砖体表现出最好的抗侵蚀性.高铁渣D侵蚀过程中生成熔点较低的CaFe2O4相,加之砖中Al2O3在Fe2O3-SiO2渣中的溶解度较高,因此高铁渣D对砖体的侵蚀程度最严重.高硅渣B和C侵蚀过程中主要生成钙铝黄长石新相,渣对砖体的侵蚀程度居中.不同的渣侵蚀后,渗透层中的Cr(Ⅵ)含量均增加,且渣的组成对Cr(Ⅵ)含量影响较大.由于CaO能显著促进Cr(Ⅲ)氧化为Cr(Ⅵ),高钙渣A侵蚀后,渗透层中的Cr(Ⅵ)含量最高,为84.7 mg/kg.SiO2可优先与CaO和Na2O等碱金属氧化物反应生成稳定化合物,高硅渣B和C侵蚀后,渗透层中的Cr(Ⅵ)含量较低,分别为9.9 mg/kg和13.6 mg/kg.对于高铁渣D,浸出过程会有含Cr(Ⅵ)的水化相(3CaO· Al2O3·CaCrO4·nH2O)形成,降低了Cr(Ⅵ)的浸出能力.     

Eu~(3+)掺杂Y_2O_3-Al_2O_3-SiO_2玻璃的制备与荧光性能研究

采用高温熔融法制备了Eu3+掺杂Y2O3-Al2O3-SiO2荧光玻璃,探讨了成分对该体系玻璃形成能力的影响,并对不同Eu3+掺杂浓度下的荧光性能进行了研究.结果表明,熔融温度为1500℃条件下,SiO2含量对该体系的玻璃形成能力影响明显,Y/Al摩尔比为3/5时,SiO2含量在52%—68%(摩尔分数)范围内时可以获得玻璃.掺杂Eu3+的Y2O3-Al2O3-SiO2玻璃具有荧光性能,在395nm波长激发下,在588 nm和614 nm处出现明显的发射峰.随着Eu3+掺杂浓度的增加,该荧光玻璃的发射波长不变,但发射强度有所变化;当Eu3+掺杂浓度为1.5%(摩尔分数)时,特征发射峰强度最大.     

水煤浆气化炉用Cr2O3-ZrO2-Al2O3砖的蚀变过程

利用扫描电镜及能谱仪对水煤浆气化炉用进口铬锆铝砖的蚀变过程进行了显微观察与分析.结果表明此砖在水煤浆气化炉环境条件下的侵蚀主要由熔渣中的SiO2、CaO和P2O5引起;Cr2O3对这种渣蚀表现出很强的化学惰性,溶蚀很小,其使用过程中的主要变化是高温蒸发和在砖内蚀变液相作用下的溶蚀、溶析;而氧化锆蚀变生成的系列产物不仅在蚀变初期有利于保持砖结构致密,并且对蚀变后期基质连续网络结构的形成和保持也起了重要的作用.     

水煤浆加压气化炉用Cr2O3-Al2O3-ZrO2砖的损毁模式

详细分析了陕西渭河煤化工集团有限责任公司的德士古(Texaco)水煤浆加压气化炉用Cr2O3-Al2O3-ZtO2砖的损毁模式及影响因素,并提出了降低耐火砖损毁的方法.认为块状剥落、烧蚀损伤、冲蚀损伤和机械损坏是造成耐火砖损毁的主要原因;提高耐火砖自身的抗侵蚀能力,改善炉衬砌筑结构和炉内工况气氛,控制适当的炉渣特性,以及采用正确的修理维护方法,是提高德士古水煤浆加压气化炉用Cr2O3-Al2O3-ZrO2砖使用寿命的主要途径.经过几年的反复试验和技术改进,特别是采用中钢集团洛阳耐火材料研究院生产的Cr2O3-Al2O3-ZrO2砖后,渭河煤化工集团有限责任公司的德士古水煤浆加压气化炉用Cr2O3-Al2O3-ZrO2砖的使用寿命已从原设计的8000 h提高到现在的23000 h.     

煤灰渣在Cr2O3-Al2O3-ZrO2砖表面润湿与渗入行为的研究

将灰分(w)为6.81%,挥发分(w)为32.68%的煤制成煤灰后,压成圆柱形的煤灰柱放在Cr2O3(w)含量约为90%的Cr2O3-Al2O3-ZrO2砖上,再推入管式加热炉中,在Ar气氛下,通过升温试验(升温至1200℃)和保温试验(升温至1165℃保温20min),考察了煤灰渣在Cr2O3-Al2O3-ZrO2砖表面的润湿与渗入行为。结果表明无论是升温试验还是保温试验,煤灰柱的变化过程完全一致,都经历了变形、熔融和润湿等一系列的变化。对升温试验过程中煤灰柱变化的观察和照片的处理结果均表明煤灰柱在1100℃时局部凹进去形成不规则形状;在1165℃时煤灰完全熔化,煤灰柱变成半球形;在1180℃时接触角<90°,煤灰渣开始在Cr2O3-Al2O3-ZrO2砖表面发生润湿。对升温试验后的Cr2O3-Al2O3-ZrO2砖表面和渣表面的化学组成分析表明有大量Fe堆积在煤灰渣与Cr2O3-Al2O3-ZrO2砖表面接触处,而邻近处几乎没有发现Fe,可能是由于Fe与Cr2O3-Al2O3-ZrO2砖中的一些组分形成了某种晶相,使得Fe很难进入Cr2O3-Al2O3-ZrO2砖;接近煤灰渣的Cr2O3-Al2O3-ZrO2砖表面组成中出现了Ca,说明熔融灰渣中的Ca渗入Cr2O3-Al2O3-ZrO2砖;同时,煤灰渣中出现了Cr,表明在熔融灰渣渗入Cr2O3-Al2O3-ZrO2砖的同时,砖中的Cr也熔入了熔渣中。     

烧成与使用气氛对磷酸盐结合铬铝锆砖结构与性能的影响

首先研究了在空气中和埋炭条件下烧成时磷酸盐结合铬铝锆试样结构与性能的变化,然后探讨了在模拟使用气氛中二次处理后试样性能的变化,比较了空气中和模拟使用气氛下试样的抗侵蚀性能并分析了现场使用后铬铝锆砖的显微结构。结果表明:烧成气氛对磷酸盐结合铬铝锆砖结构与性能影响显著。空气中烧成时,磷酸盐能与氧化铬和氧化铝形成复合固溶体,提升材料的强度。埋炭条件烧成时,磷酸盐和部分氧化铬发生还原反应并生成一定量气相物质,材料基质中气孔数量和孔径明显增加,影响了氧化铬骨料与基质的结合,降低了材料的结合强度。使用过程中,铬铝锆砖边缘的磷酸盐和部分氧化铬在还原气氛下也会发生还原反应,使边缘的气孔数量及孔径明显增加,其抗侵蚀性能明显低于在空气中的抗侵蚀性能。     

Cr2O3-Al2O3-ZrO2高铬制品

介绍了Cr2O3-Al2O3-ZrO2制品的组成及各组成的作用、烧成气氛、制品的显微结构特征和性能指标.着重论述了影响制品性能的烧成工艺和以电熔、烧结两种Cr2O3颗粒生产的Cr2O3-Al2O3-ZrO2制品的显微结构差异,表明在还原气氛下烧成的Cr2O3-Al2O3-ZrO2制品性能优良,而采用电熔Cr2O3料生产的Cr2O3-Al2O3-ZrO2制品性能优于使用烧结Cr2O3料生产的.     

原料组成对铝镁碳砖抗渣性的影响

以95棕刚玉、特级铝矾土、97电熔镁砂、鳞片石墨、金属铝粉为原料,热固性酚醛树脂为结合剂,制成4组不同原料组成的铝镁碳砖。从每组铝镁碳砖中取出4块作为样品,切成250 mm×50/73 mm×60 mm的楔形试样砌入中频炉内,然后在炉内放入60 kg碎钢,启动电源,待钢水完全熔化后,加入1 kg准备好的碱性渣,熔渣每隔1 h更换1次,如此循环10次试验结束。炉内试样冷却到室温取出,从中间纵向切开并对侵蚀深度和面积进行测量。结果表明:1)在铝镁碳砖中外加2%质量分数金属A l粉,铝镁碳砖的抗碱性渣能力得到了明显提高。2)在铝镁碳砖中增加棕刚玉含量,减少铝矾土含量,铝镁碳砖的抗碱性渣侵蚀能力得到提高。     

Oxide/oxide composites in the system Cr2O3-Y2O3-Al2O3

Ceramic compacts in the systems Al₂O₃–Y₂O₃, Cr₂O₃–Y₂O₃ and Y₃(Cr_yAl_1-y)₅O₁₂ (Cr-doped YAG) were prepared by solid state reaction in calcined co-precipitated powder mixtures of appropriate compositions. Various solid-solution phases were formed, e.g. Y₃(Al_1-xCr_x)₅O₁₂, YAl_yCr_1-yO₃ and Al_2-xCr_xO₃. Composite materials in the pseudo-binary or ternary systems Al₂O₃–Y₃Al₅O₁₂, Cr₂O₃–Y₂O₃ and Y₃(Al_1–xCr_x)₅O₁₂–YAl_yCr_1–yO₃–(Al_zCr_1−z)₂O₃ were obtained by hot-pressing appropriate powder precursors at 1600–1650°C for 1 h. The microstructure of the prepared materials was studied in a scanning electron microscope with element analysis facilities. X-ray diffraction was used to reveal the phases present and their lattice parameters. The chemical compatibility of these phases was investigated. The results are discussed with a special emphasis on the solubility of Cr in the YAG structure, and on the compatibility relationship between Cr-doped YAG and its neighbouring phases. A gel-coating process for preparing Al₂O₃–YAG composites with tailored microstructures is also described.     

Corrosion mechanism of magnesia-chrome refractory bricks with FetO-SiO2-Cr2O3 copper converter slag

The paper investigates the effect of Cr₂O₃ on the resistance of magnesia-chrome refractory bricks to copper converter slag. The static crucible method was employed to carry out the slag resistance experiment. The corrosion of magnesia-chrome refractory bricks under the action of Fe_tO-SiO₂-xCr₂O₃ (x = 0–5 wt%) slag at 1300 °C was discussed. The microstructure of the corroded sample was analyzed by XRD and SEM-EDS to elucidate the corrosion mechanisms of magnesia-chrome refractory bricks with Fe_tO-SiO₂-Cr₂O₃ slag. The results indicated that the permeability index of the slag-resistant samples gradually decreased with increasing Cr₂O₃ content in the Fe_tO-SiO₂-Cr₂O₃ slag. Combined with SEM and XRD characterization, the MgO in the refractory reacted with FeO and SiO₂ in the molten slag, leading to dissolution and reaction corrosion of the refractories. Meanwhile, forming a (Mg, Fe)O solid solution layer in corroded samples can prevent further chemical reactions and high-temperature dissolution between the Fe_tO-SiO₂-Cr₂O₃ slag and refractories. With the addition of Cr₂O₃ in the Fe_tO-SiO₂-Cr₂O₃ slag, the corrosion effect of slag on refractories was weakened, and the (Mg, Fe)O solid solution layer became thinner. The magnesia-chrome refractory bricks showed excellent slag resistance when the Cr₂O₃ content in the copper converter slag was 5 wt%.