城市河道淤泥资源化利用的烧结制砖试验研究

城市疏浚河道清出的淤泥,含水量大、有机质含量高、气味臭、有时还含有有毒有害物质,如何进行无害化、资源化处理成为当前城市可持续发展的重要研究课题。以南京秦淮河中段清淤工程为例,以其清出的淤泥为原料,添加一定比例粘性土,淤泥与粘性土比例分别为1∶1、3∶2和7∶3的3组砖坯试样,在1 000、1 050和1 100℃3个不同温度下进行烧结制砖试验。分别测试了烧成品试样的烧失率、线收缩率、吸水率、抗压强度等物理力学参数,并利用XRD和SEM研究了烧成品的微观结构特征,综合分析了粘性土含量和烧结温度对淤泥进行资源化处理效果的影响。研究结果表明:烧结温度对试样烧结效果影响显著,当烧结温度为1 100℃时,3组试样均出现过烧现象,1 050℃比较接近试样的适宜烧结温度;粘土含量逐渐增加,烧成品物理力学性质逐渐改善,当粘土含量增加到50%,烧结温度为1 050℃时,砖块体积密度为1.4g/cm3、吸水率为17.28%、线收缩率为-0.5%、抗压强度为12.56Mpa,具有轻质保温特性,各项性能均能够满足工程建设有关规范对普通砖的要求。研究结果对城市景观河道疏浚淤泥的资源化处理具有参考价值。     

太阳能热发电用堇青石-莫来石复相陶瓷的制备及抗热震性

以合成莫来石和合成堇青石为原料,采用常压烧结制备了太阳能热发电用堇青石-莫来石复相陶瓷。研究了质量比、烧结温度等对样品的吸水率、气孔率、体积密度、抗折强度及抗热震性等的影响。结果发现,最优配方是1 440℃烧结的A3样品,堇青石和莫来石质量比为7∶3,气孔率为0.30%,吸水率为0.12%,体积密度为2.487g/cm3,抗折强度达68.49MPa,抗热震循环(室温～1 100℃)30次无裂纹。通过XRD和SEM分析发现样品由低温堇青石、高温堇青石和莫来石组成。该复相陶瓷可作为潜在的太阳能输热管道材料。     

原位合成镁铝尖晶石-堇青石复相陶瓷的研究

为了提高锂离子电池正极材料用匣钵的使用寿命,以桂广滑石、鹤壁煅烧铝矾土和鹤壁堇青石熟料为原料,采用原位合成技术制备了镁铝尖晶石-堇青石复相陶瓷。测试和分析了烧结样品的吸水率、气孔率、体积密度、抗折强度、抗热震性能、物相组成以及显微结构。实验结果表明,采用原位合成的镁铝尖晶石-堇青石复相陶瓷的晶粒分布均匀、结合紧密,明显提高了样品的抗热震性和耐腐蚀性。最佳配方为经1 360℃烧成的A2样品(桂广滑石47.72%、煅烧铝矾土46.49%、堇青石熟料5.79%),其吸水率为0.37%、气孔率为0.95%、体积密度为2.59g/cm3、抗折强度为114.12 MPa。堇青石熟料的最佳添加量为5.79%,添加少量堇青石熟料起到晶核剂作用,同时能够显著地降低样品的吸水率和气孔率,提高样品的体积密度、抗折强度和抗热震性能,拓宽样品的烧成范围。通过XRD和SEM分析表明,烧成样品的相组成为堇青石和镁铝尖晶石,样品的晶体发育比较完善,堇青石呈六方柱状,纵横交错排列,镁铝尖晶石呈颗粒状,分布于堇青石晶粒之间。30次热震(1 100℃~室温)后经1 360℃烧成的A2样品的相组成没有明显的变化,抗热震性能较优。     

助熔剂对一次烧结法制取建筑微晶玻璃烧结性的影响

目的 研究助熔剂对一次烧结法制取铁尾矿建筑微晶玻璃配料的烧结过程和烧结制品性能的影响,实现低温烧结.方法 在CaO-MgO-Al2O3-SiO2系统微晶玻璃配料中,调整助熔剂的种类与掺量,研究助熔剂对基础玻璃配料烧结制品的起始烧结温度、体积密度及显气孔率的影响.结果 助熔剂可使基础玻璃配料的起始烧结温度从870℃降低到810℃,扩大了基础玻璃配料的烧结范围.基础玻璃配料烧结制品在900℃收缩剧烈,在1 250℃时候致密化完全.制品显气孔率最低,体积密度最大,出现足够的液相量可供完成晶化.结论 助熔剂对一次烧结法制取铁尾矿建筑微晶玻璃低温成型起到关键作用,复合助熔剂可以降低基础玻璃配料的烧结温度和最低共熔温度,基础玻璃配料烧结制品的显气孔率明显减少,体积密度显著提高.制品成型良好.     

矿化剂对莫来石质偏转磁芯承烧座性能的影响

以电熔莫来石颗粒、莫来石细粉以及生粘土为主要原料,α-A l2O3微粉和矿化剂Mg-CO3、CaCO3、BaCO3为添加剂,经配料、混练、成型后,在1 460℃保温3 h条件下烧成,合成出莫来石质偏转磁芯承烧座,并检测试样吸水率、显气孔率、体积密度及烧后线变化率,同时进行显微结构分析。研究了单独添加MgCO3、CaCO3、BaCO3以及三种矿化剂两两复合对莫来石质偏转磁芯承烧座性能的影响,结果表明：使用MgCO3、CaCO3、BaCO3三种矿化剂均能起到矿化作用,改善制品的烧结性能,从单种加入来看,以添加3%BaCO3的矿化效果最好,其体积密度2.20 g/cm3为最高、显气孔率28.7%为最低,明显提高了试样的烧结性能。复合加入以添加3%BaCO3和3%CaCO3的7#试样效果更为明显,其显气孔率最低,体积密度最大,烧结程度最好,这有利于提高承烧座的抗热震性和使用寿命.     

镁橄榄石质隔热材料的制备及其性能研究

以天然镁橄榄石和NaCl为原料,采用熔盐法制备镁橄榄石质隔热材料。研究不同熔盐配比和烧结温度对材料显气孔率、体积密度和耐压强度的影响,并利用X射线衍射仪（XRD）和扫描电镜（SEM）对其相组成及微观形貌进行表征。结果表明,熔融的NaCl提供了液相环境,促进了镁橄榄石的烧结,经过水溶液处理后,NaCl溶于水中,其占据的空间形成了气孔;烧结温度为1 100℃,熔盐含量为50%时,制得的隔热材料有较低的体积密度、较高的显气孔率和耐压强度,气孔分布更均匀,材料的隔热性能较佳。     

Si3N4-SiC太阳能热发电吸热陶瓷的制备及性能

以SiC和Si3N4为主要原料,采用陶瓷制备工艺无压烧结制备了Si3N4-SiC吸热陶瓷材料。采用现代测试技术,测试和分析了烧结样品的烧结收缩率、抗折强度、吸水率、气孔率、体积密度、耐火度、氧化增重率、物相组成以及显微结构。结果表明,最佳配方是1 360℃烧结的D2样品,其Si3N4添加量为20%,抗折强度为79.60 MPa、气孔率为22.23%、吸水率为10.32%、体积密度为2.15g/cm3、耐火度为1 650℃、1 300℃氧化5h后的样品氧化增重率为1.333mg/cm2。XRD和SEM分析表明烧结样品由α-SiC、Si3N4、莫来石和石英组成,Si3N4在样品中呈短棱柱体分布,添加纳米SiC对Si3N4可以起到钉扎作用,阻止Si3N4晶粒长大,从而提高样品的抗折强度和抗热震性能。Si3N4-SiC吸热陶瓷具有高的强度以及良好的微观组织结构,是一种适合塔式太阳能热发电吸热器用吸热材料。     

α-Al2O3颗粒形貌对其坯体烧结性能的影响

通过对α-Al2O3颗粒形貌及其烧结体断面显微结构的分析，以及坯体的线收缩率、密度和吸水率的测定，研究了α-Al2O3颗粒形貌对坯体烧结性能的影响。结果表明：坯体在高温下产生的膨胀，对坯体的烧结致密和均匀显微结构的形成，产生了持续的不利影响。α-Al2O3颗粒形貌对坯体烧结性能产生不同程度的影响。     

粉体粒度对钨钴钛硬质合金烧结特性的影响

采用球磨法制备了平均粒度为550nm的超细粉体和20nm纳米粉体,研究了粉体粒度对试样烧结特性的影响,分析了烧结机理。结果表明：纳米粉体试样较超细粉体试样的致密化过程快;超细和纳米WC-5TiC-10Co粉体硬质合金试样的密度和线收缩率都随着烧结温度的提高而增加;超细粉体试样基本完成烧结致密化的温度应在1470℃左右,纳米粉体试样的烧结温度应稍高于1350℃。     

硅胶结合剂、硅铝胶结合剂对耐火浇注料性能的影响

以溶胶—凝胶结合浇注料为对象,研究硅胶含量、硅铝胶含量（不同莫来石胶）对浇注料试样的体积密度、显气孔率、吸水率、烧后线变化率、抗渣性能的影响。结果表明：当硅胶作结合剂,质量分数在8％左右时,试样性能较理想;当硅铝胶作结合剂,质量分数为6％时,试样性能也较理想。硅铝胶质量分数为6％试样的体积密度、显气孔率、吸水率、烧后线变化率优于硅胶质量分数为8％的试样,但侵蚀系数和渗透系数劣于硅胶质量分数为8％的试样。     

烧胀助剂对高强粉煤灰陶粒性能的影响

在粉煤灰中掺入不同比例的助胀剂和助熔剂,利用可控武电热炉对高强粉煤灰烧胀陶粒进行了试验研究。结果表明:在焙烧温度为1250～1280℃,焙烧时间为25～30 min时,随着助胀剂掺量的增加,粉煤灰烧胀陶粒的体积密度、表观密度和24 h吸水率逐渐减小;助熔剂掺入后可显著提高陶粒的颗粒强度,降低其吸水率,改善陶粒内部的孔形结构;易烧系数与粉煤灰陶粒的孔隙率、颗粒强度呈较好的线性关系。     

高强粉煤灰烧胀陶粒制备的影响因素研究

采用粉煤灰为主要原材料,掺入不同比例的助胀剂和助熔剂,在实验室利用可控式电热炉,进行了高强粉煤灰烧胀陶粒的试验研究.结果表明：煅烧温度高于1200℃时,粉煤灰陶粒膨胀性能随着煅烧温度的提高明显改善.煅烧温度固定为1250℃、煅烧时间为8min时,粉煤灰陶粒的膨胀性能最佳.在烧制粉煤灰陶粒过程中,焙烧温度1250～1280℃、焙烧时间5～10min时,随着助胀剂掺量的增加,粉煤灰烧胀陶粒的体积密度、表观密度和24h吸水率逐渐减小;助熔剂掺入后可显著提高陶粒的颗粒强度,降低其吸水率.     

石英质捣打料的烧结性能研究

以大容量中频炉用石英质捣打料为对象,研究在不同烧结温度、添加不同含量促烧剂条件下烧结捣打料的性能。结果表明,石英平均晶粒度为550μm;α-磷石英向α-方石英的相变温度约为1250℃;随着促烧剂含量的增加,1100℃烧结试样的线变化率总体呈增大趋势,1600℃烧结试样的线变化率先增大后减小,试样的显气孔率总体呈降低趋势,捣打料的耐压强度均随促烧剂含量的增加而逐渐增大;促烧剂对捣打料中温烧结强度影响明显,其高温烧结则主要依赖于石英粉体。     

氧化锆流延基片的烧结温度及其性能研究

比较了3种不同的烧结温度对氧化锆流延基片性能的影响。结果表明,随着烧结温度的升高,基片的收缩率和相对密度增加、硬度增加、气孔率减小、晶粒和气孔的平均尺寸均有所增加。在1500℃保温3h可以获得较高的致密度（相对密度97．8％）和合适的晶粒尺寸,试样在1073K时离子电导率为1．187×10^-2S·cm^-1,烧结体物相主要为四方相。     

烧结温度对BaTiO3多孔陶瓷性能的影响

采用水基冷冻浇注法制备了具有层状结构的BaTiO3多孔陶瓷,研究了烧结温度对多孔陶瓷微观形貌、收缩率、孔隙率及介电性能的影响,并探讨了高岭土悬浮剂在烧结过程中所起的作用.研究结果表明:高岭土含量4wt%的样品收缩率从1 200℃时的27%升高到1 220℃时的56%,同时孔隙率从78%下降到56%,高岭土含量8wt%的样品收缩率从1 200℃时的30%升高到1 220℃时的61%,同时孔隙率从72%下降到39%;高岭土在烧结过程中起到烧结助剂的作用;烧结温度升高会使孔径变小并导致孔隙排列由有序结构向无序结构转变.高岭土含量为8wt%,烧结温度1 200℃时,可以得到分布均匀的层状结构多孔陶瓷;高岭土含量为4wt%,烧结温度1 220℃时可得到介电常数130的多孔陶瓷.     

MgO加入量和烧成温度对镁橄榄石材料物相组成和性能的影响

在镁橄榄石细粉中加入不同含量的电熔镁砂,以树酯为结合剂,在不同温度下进行烧成,制备镁橄榄石耐火材料。对烧成制品的物相组成、显气孔率、体积密度和常温耐压强度进行检测,研究不同电熔镁砂含量和烧成温度所制镁橄榄石的物相组成和性能。结果表明,随着镁砂含量的增加,镁橄榄石耐火材料的显气孔率逐渐增大;随着烧成温度的提高,镁橄榄石耐火材料的显气孔率逐步降低,有利于加速其合成。     

烧结法制MgO-SiO2-Al2O3-B2O3-KF玻璃陶瓷成分设计优化及显微析晶研究

通过烧结与水淬相结合的方法制备并系统探讨了MgO- SiO2-Al2O3-B2O3-KF玻璃陶瓷的显微析晶.研究表明:MgO-SiO2-Al2O3-B2O3-KF玻璃陶瓷的烧结收缩率与玻璃化及组分的析晶程度相关;析晶程度愈高,烧结坯愈致密;试样中成分配比愈接近云母晶体成分的原子比,玻璃陶瓷的显微析晶程度愈高;在烧结温度为1 000℃时,即开始出现析晶,到1 050℃时,析晶程度达到最高,继续提高烧结温度,显微析晶又发生重熔.     

烧结法制MgO-SiO_2-Al_2O_3-B_2O_3-KF玻璃陶瓷成分设计优化及显微析晶研究

通过烧结与水淬相结合的方法制备并系统探讨了MgO-SiO2-Al2O3-B2O3-KF玻璃陶瓷的显微析晶.研究表明：MgO-SiO2-Al2O3-B2O3-KF玻璃陶瓷的烧结收缩率与玻璃化及组分的析晶程度相关;析晶程度愈高,烧结坯愈致密;试样中成分配比愈接近云母晶体成分的原子比,玻璃陶瓷的显微析晶程度愈高;在烧结温度为1 000℃时,即开始出现析晶,到1 050℃时,析晶程度达到最高,继续提高烧结温度,显微析晶又发生重熔.     

梯度多孔镁的制备及压缩性能研究

以镁粉和造孔剂碳酸氢铵为主要原料,采用粉末冶金技术制备梯度多孔镁。研究了造孔剂梯度分布和烧结温度对梯度多孔镁孔隙特性、烧结收缩行为以及压缩性能的影响。研究结果表明,随着梯度结构中间层造孔剂含量的增加,梯度多孔镁样品的平均孔隙度升高,烧结收缩率、抗压强度以及杨氏模量均降低。此外,随着烧结温度的升高,梯度多孔镁样品的平均孔隙度降低,烧结收缩率、抗压强度和杨氏模量均增加。造孔剂分布为质量分数5％15％的多孔镁样品经620＂C烧结2h后,平均孔隙度为27．3％,烧结收缩率为11．7％,抗压强度为24．5MPa,杨氏模量为1．83GPa．