TiO2加入量对固相烧结合成镁铝尖晶石致密化行为的影响

以低品位菱镁矿和工业α氧化铝微粉为主要原料固相烧结合成镁铝尖晶石,探讨TiO2添加剂对合成镁铝尖晶石致密化行为的影响.用X射线衍射(XRD),扫描电镜(SEM)及相关分析软件对烧后试样的相组成和显微结构进行研究,以揭示镁铝尖晶石烧结致密化的过程机理.研究结果表明:添加剂TiO2与形成镁铝尖晶石的置换固溶作用是促进固相合成镁铝尖晶石烧结致密化的重要机理,阳离子空位的产生以及镁铝尖晶石的晶格缺陷,高温下有利于镁铝尖晶石的晶体发育和长大,在空间位阻效应的作用下,达到排除气孔使试样致密化的目的;随着TiO2加入量的增多,镁铝尖晶石的致密化程度也逐渐升高,能够有效的改善制品的烧结性能和显微结构.     

氧化钛对铝厂污泥合成的镁铝尖晶石晶相结构的影响

用铝型材厂污泥和碱式碳酸镁[(MgCO3)4·Mg(OH)2·5H2O]为主要原料合成镁铝尖晶石(MgAl2O4),探讨氧化钛(TiO2)矿化剂对合成的MgAl2O4晶相结构、晶胞参数及微观形貌的影响.用X射线衍射,扫描电镜及相关分析软件,如:Philips plus,Rietveld quantification等表征得到的MgAl2O4.结果表明:当TiO2添加的质量分数(下同)低于2%时,MgAl2O4的相对含量及晶格参数随TiO2的增加而增加,TiO2的最佳添加量确定为2%,此时,生成的MgAl2O4相对含量达到92%,TiO2可与MgAl2O4形成固溶体,固溶量约为2%.TiO2添加超过2%则会形成含钛化合物.     

TiO2含量对镁铝尖晶石烧结性能的影响

以分析纯氧化镁、氧化铝、氧化钛为原料,按氧化镁与氧化铝质量比28.33∶71.67配料,在合成体系中分别引入质量分数为0、0.5％、1％、2％、4％、6％、8％和10％的氧化钛,在钼丝炉中1600℃保温2h,烧结法合成镁铝尖晶石.用X射线衍射、扫描电子显微镜和能谱对烧后试样进行分析.结果表明:引入适量的TiO2可显著提高镁铝尖晶石的烧结性能;当TiO2含量低于4％时,随着TiO2的含量增加,试样的线变化率减小,显气孔率下降,体积密度增大,常温耐压强度增大.TiO2的引入提高了镁铝尖晶石晶体空位浓度,活化了晶格,促进镁铝尖晶石的烧结.当TiO2含量高于4％时,试样的线变化率、显气孔率和体积密度没有显著变化,常温耐压强度有所下降;尖晶石晶粒尺寸没有明显变化,且生成了一定量的Mg0.6Al0.8Ti1.6O5,阻碍了镁铝尖晶石之间的接触,影响镁铝尖晶石烧结性能的提高.     

镁铝尖晶石陶瓷的试制

对纯镁铝尖晶石陶瓷的生产进行了摸索，提出了合理的配方，并对合成、烧成等工艺过程进行了分析，尤其是对添加剂的使用进行了定性、定量的研究。     

铝源种类对熔盐法合成镁铝尖晶石的影响

分别以分析纯Al2 O3和AlCl3为铝源,以分析纯MgO为镁源,在NaCl和KCl混合熔盐介质中,分别在1000、1100、1200和1250℃保温3 h合成了镁铝尖晶石粉体,研究了试样的物相组成、微观形貌和化学组成.结果表明:1)温度的升高有利于MgAl2 O4的形成和结晶.2)以Al2 O3为铝源合成的镁铝尖晶石在Al2 O3原料表面成核生长,晶体结构随着温度的升高趋于完善;以AlCl3为铝源合成的镁铝尖晶石颗粒粒径约为3μm且呈正八面体结构.     

LiCoO2合成过程对镁铝尖晶石陶瓷侵蚀的研究

研究了LiCoO2合成粉体过程对镁铝尖晶石陶瓷的侵蚀,并探讨了相关侵蚀机制.研究结果显示,经历10次的LiCoO2粉体合成过程后,镁铝尖晶石陶瓷的平均被侵蚀深度仅约100μm;其侵蚀机制为:含锂化合物先于含钴化合物对镁铝尖晶石陶瓷进行侵蚀并形成LixMyOz(M=Al/Mg)化合物,含钴化合物进一步侵蚀渗透形成LixMyOx(M'=Al/Mg/Co)化合物并从LixMyOz(M=Al/Mg)化合物中析出.研究认为,用镁铝尖晶石陶瓷制备合成钴酸锂粉体用匣钵具有良好的抗侵蚀性能.     

镁尖晶石砖添加TiO2的效果

1 前言 作为精炼钢包用耐火材料是以镁铬质耐火材料为代表。近年来,由于镁铬质砖的废弃处理很困难,因此在这种情况下,对镁尖晶石砖的关注目益提高,它在实际精炼钢包中的使用量也正不断增加。但另一方面,尖晶石砖的性能尚不如镁铬质砖那样令人满意,目前正在对其进行改进。 2 以往制品的损毁机理     

添加TiO2改进镁尖晶石砖的性能

作为镁铝尖晶石(MA尖晶石)的镁尖晶石砖已广泛应用于水泥、石灰和冶金工业。这种砖由于高温性能良好,也可用于熟料水泥回转窑的过渡段和烧结段。随着水泥回转窑生产能力的提高以及燃烧技术的改进,如使用劣等燃料,这就会不断增加耐火炉衬的热力、机械和化学方面的负荷。因此,对水泥回转窑炉衬     

铝镁尖晶石对镁质浇注料性能的影响

针对镁质浇注料在使用过程中抗渣渗透能力差,易剥落等问题,本实验加入铝镁尖晶石对镁质浇注料进行改性研究.实验分为两部分:先将镁砂细粉、镁质添加剂和铝镁尖晶石细粉等机压成型,进行高温热处理,研究其物相组成和显微结构;然后以电熔镁砂为骨料,电熔镁砂细粉、氧化铝微粉、铝镁尖晶石细粉和镁质添加剂为基质,按骨料:细粉=75∶25进行配制,研究铝镁尖晶石加入量对镁质浇注料性能的影响.结果表明:在镁质材料中引入尖晶石,能促进结构致密化;加入9％的铝镁尖晶石的浇注料试样显气孔率低,线变化率小,体积密度大,强度大,抗渣性能最好,由于镁铝尖晶石生成时体积膨胀,使得材料结构致密化;同时能有效吸收渣中CaO及FeOx等成分,减少渣的渗透作用,从而提高了浇注料的抗渣性能.     

Synthesis of Magnesium Aluminate Spinel Platelets from α-Alumina Platelet and Magnesium Sulfate Precursors

Spinel platelets were formed from a powder mixture of 3–5 μm wide and 0.2–0.5 μm thick α-Al₂O₃ and 1–8 μm (average 3 μm) MgSO₄ heated 2 h at 1200°C. The hexagonal platelet shape of the original α-Al₂O₃ platelet was maintained in the spinel, although their size was slightly increased and their surface roughened. When a mixture of α-Al₂O₃ platelets and MgO powder was heated 3 h at 1400°C, the spinel formed lost the platelet morphology of the alumina.     

TiO2在Al2O3-ZrO2电熔料共晶体中的固溶行为

用扫描电镜对含25%（质量分数）ZrO2和适量TiO2的电熔锆刚玉的显微结构分析表明：这种电熔料的显微结构由等粒状初晶刚玉和刚玉-ZrO2共晶组成.能量散射X射线分析结果表明：TiO2固溶于共晶体的ZrO2中而不溶于刚玉.TiO2在共晶体ZrO2中的固溶度为10%左右.此现象可由TiO2-ZrO2系相图具有很大的ZrO2固溶相区和结晶学中有关离子半径和电价匹配的原理而得以解释.     

Fracture Resistance of a Transparent Magnesium Aluminate Spinel

The fracture resistance of a fully dense, transparent, polycrystalline magnesium aluminate spinel was measured from room temperature to 1400°C using the chevron-notched beam and the straight-notched beam macroflaw techniques, as well as the indentation-induced, controlled-microflaw test method, all in three-point bending. Flexural strengths were also measured for the same range of temperatures to compare with the fracture toughness measurements. From the load vs load-line displacement ( P-u ) curves of the chevronnotched test specimens, the crack growth resistance curves ( R -curves) and the total work-of-fracture were determined. It was observed that polycrystalline MgAl₂O₄ exhibits rising R -curve behavior which increases with increasing test temperature. The R -curve increases are attributed to the geometric constraints due to grain bridging and grain wedging phenomena as well as secondary grain boundary microcracking processes, all of which occurred in the wake region behind the advancing crack. The work-of-fracture and the R -curves increased rapidly above 800°C coincident with the onset of increased secondary grain boundary microcracking.     

Mechanochemical Synthesis of Magnesium Aluminate Spinel Powder at Room Temperature

MgAl₂O₄ spinel was successfully synthesized using a mechanochemical route that avoided the formation and calcination of its precursors at high temperatures. The method involved a single step in which γ-Al₂O₃–MgO, AlO(OH)–MgO, and α-Al₂O₃–MgO mixtures were milled at room temperature under air atmosphere. The formation of MgAl₂O₄ occurred faster with γ-Al₂O₃ than with AlO(OH) or α-Al₂O₃. After 140 h, the mechanochemical treatment of the γ-Al₂O₃–MgO mixture yielded 99% of MgAl₂O₄.     

La2O3对镁铝尖晶石透明陶瓷致密化及其性能的影响

镁铝尖晶石透明陶瓷兼具了良好的光学和力学性能,在军、民两用领域有着广泛的实际和潜在应用前景。由于其致密化速率低,在烧结过程中往往需要引入烧结助剂。稀土倍半氧化物熔点高,高温不易挥发,近些年被证实可以促进镁铝尖晶石陶瓷的致密化,但其促烧机理尚不明确。本文以高纯商业化镁铝尖晶石粉体为原料,La₂O₃为烧结助剂,采用无压预烧结合热等静压烧结,制备镁铝尖晶石透明陶瓷,通过XRD、SEM、紫外-可见分光光度计、万能试验机等测试手段对其致密化过程及其力学和光学性能进行表征和分析,研究了La₂O₃对镁铝尖晶石透明陶瓷致密化过程的影响规律和作用机制。结果表明,La₂O₃通过与尖晶石反应或固溶产生晶格畸变,增加缺陷浓度,从而起到促进致密化的作用,一定程度上降低了预烧温度和热等静压温度。对于190 MPa、1 500 ℃热等静压烧结3 h的样品,La₂O₃掺杂可以显著提高紫外区域的透过率;同时,La偏析到晶粒表面,抑制了尖晶石晶粒的生长,从而提高了样品的力学强度。掺杂0.05%(质量分数)La₂O₃样品较未掺的样品,400 nm处透过率从63%提高到81%,弯曲强度从263.7 MPa提高至319.0 MPa,断裂韧性从1.69 MPa·m^1/2提高至1.82 MPa·m^1/2。     

利用铝铬渣与废弃镁碳砖合成镁铝尖晶石材料

以铁合金厂铝铬渣和钢厂废弃镁碳砖为主要原料,通过固相烧结反应合成MgAl2O4材料,研究分析铝铬渣与废弃镁碳砖细粉比例关系对合成MgAl2O4材料组成和结构的影响.用XRD、SEM及Rietveld quantification软件对材料中结晶相组成和结构进行表征.结果表明:铝铬渣和废弃镁碳砖细粉经1500℃保温2h煅烧,可以合成出镁铝尖晶石材料.当镁碳砖含量为40％,铝铬渣为60％时,合成材料微观结构中出现典型的镁铝尖晶石八面体形貌特征,结晶相发育完整,结构致密,镁铝尖晶石含量达到94％.     

NiO对红外辐射涂料中MgAlCrO4尖晶石产生的影响

为了得到主要组成为尖晶石结构的红外辐射涂料,我们以MgO、Al2O3和Cr2O3为原料,NiO为添加剂,采用固相烧结方法最终得到了这一红外辐射涂料.通过X射线衍射分析(XRD)以及扫描电镜分析(SEM)发现,涂料的主要组成成分为MgAlCrO4尖晶石;并且涂料中含有大量的固溶体结构;通过实验对比以及对MgAlCrO4尖晶石产生的机理的研究发现,涂料中NiO的存在对于MgAlCrO4尖晶石的产生起到了重要的促进作用.     

Sol-Gel法合成锌铝尖晶石的影响因素研究

以Zn(NO3)2·6H2O,Al(NO3)3·9H2O为原料,柠檬酸为络合剂,采用sol-gel法制备了尖晶石型ZnAl2O4粉体.得到干凝胶后在不同温度下(600～ 800℃)进行热处理.探究pH值对凝胶的影响以及煅烧温度对粉体相组成和显微结构的影响.用热分析,X射线衍射分析(XRD),扫描电镜(SEM)等手段对制备的锌铝尖晶石粉体进行了表征.结果表明:当煅烧温度为600℃时,ZnAl2O4开始生成,随着煅烧温度的提高,ZnAl2O4晶粒逐渐长大、发育完整,其他物相含量减少,粉体趋于单一尖晶石晶体结构;随着溶液pH值的增加,ZnO含量增加,ZnAl2O4含量减少,当pH值为3时,得到纯度较高的ZnAl2O4粉体.