利用铝材厂污泥研制刚玉/莫来石/钛酸铝复相材料

本研究以铝型材厂煅烧污泥为主原料,研制刚玉/莫来石/钛酸铝复相材料。本实验主要探讨不同配方对复相材料结构与性能的影响,从而确定较佳的配方。用XRD和SEM分析确定各试样的晶相和结构,应用Rietveld quantification软件计算试样中各晶相的含量,测试各试样性能。实验结果,各试样形成3种晶相:α-Al2O3、Al4.59Si1.41O9.7和Al2TiO5,其中Al4.59Si1.41O9.7是主晶相。分析结果,确定NO.4为最佳的配方,其对应晶相含量:α-Al2O3为15.2%、Al4.59Si1.41O9.7为57.6%、Al2TiO5为27.2%;其对应的抗折强度107.63Mpa,一次热震强度抗折强度保持率为41.51%。     

TiO2对用铝厂污泥和叶腊石制备莫来石材料的影响

本研究以铝型材厂污泥和叶腊石为主要原料制备莫来石材料,在研究确定最佳配方、最佳煅烧温度和最佳保温时间的基础上,探讨TiO2矿化剂对莫来石晶相结构、显微结构和性能的影响,从而确定出最佳TiO2矿化剂添加量. 采用XRD法和SEM法表征各试样的晶相结构和显微结构;用Rietveld Quantification 法确定各试样中各晶相的含量;测试各试样的性能.综合结构与性能分析结果,确定最佳TiO2添加量为1.0%,对应莫来石固溶体含量为98.5%,体积密度为2.48 g·cm-3,气孔率为13.1%,吸水率为5.30%,抗折强度为22.66 MPa,折强度保持率为83.9%.     

利用铝厂废渣合成钛酸铝莫来石复相材料的研究

用铝型材厂废渣,高岭土和TiO2为主要原料固相烧结合成钛酸铝-莫来石复相材料.探讨不同原料配比对材料晶相及微观形貌的影响.采用X-射线衍射仪(X-Ray diffraction,XRD),扫描电镜(Scanning electron microscopy,SEM)及相关分析软件表征复相材料的晶相组成和显微结构.研究结果确定最佳的原料配比为:铝型材厂废渣:高岭土:TiO2(质量比,下同)为:68∶13∶19,此时复相材料的主要相组成为钛酸铝(Al2TiO5):60.8%,莫来石固溶体(Al4.544Si1.456 O9.36B):22.7%,扫描电镜观察结果显示Al2TiO5晶体呈自形状,而莫来石固溶体主要以柱状和针状产出,材料体积密度达到3.53 g/cm3,气孔率为9.8%,抗折强度为34.15 Mpa.     

SiO2矿化剂对钛酸铝材料结构与性能的影响

以铝型材厂污泥为主原料合成Al2TiO5材料,在合成的Al2TiO5中添加少量SiO2矿化剂,与Al2TiO5形成固溶体,抑制Al2TiO5的分解,达到提高Al2TiO5热稳定性的目的.采用XRD法和SEM法表征各试样的晶相结构和显微结构;用Rietveld Quantification 法确定各试样中各晶相的含量;测试各试样的性能.结构与性能分析结果表明较佳SiO2矿化剂添加量为2%,较佳烧结温度为1450 ℃,对应抗折强度为44.3 MPa,体积密度为3.28 g/cm3,气孔率为6.3%,吸水率为1.9%,热震后抗折强度保持率为84.2%.     

ZrO2矿化剂对钛酸铝材料结构与性能的影响

在利用铝型材厂污泥合成的Al2TiO5中添加少量ZrO2矿化剂,ZrO2矿化剂与Al2TiO5形成置换固溶体,能抑制Al2TiO5的分解,增加Al2TiO5含量和提高Al2TiO5的热稳定性.采用XRD和SEM表征试样的晶相结构和显微结构;用Rietveld Quantification 法确定各试样中各晶相含量;测试各试样的性能.结构与性能分析结果确定较佳ZrO2矿化剂添加量为2%,对应的抗折强度为35.32 MPa,体密度为2.86 g/cm3,气孔率为23.0%,吸水率为8.1%,热震后抗折强度保持率为84.2%.     

莫来石-钛酸铝高温窑具的研制

在合成莫来石/钛酸铝复相原料的基础上,借助于XRD、SEM和热态模拟试验等手段研究了烧成温度、复相原料添加量对莫来石-钛酸铝高温窑具性能的影响.研究结果表明:合成的莫来石/钛酸铝复相原料适于制备高温窑具;在1600 ℃烧成的窑具试样具有较高的高温抗折强度和良好的抗热震性;复相合成原料添加量为45%时可获得综合性能较好的窑具材料;热态模拟试验表明研制的莫来石-钛酸铝高温窑具适于作为硬磁材料烧成窑具.     

CaF_2对用铝型材厂污泥与叶腊石制备莫来石材料的影响

以铝型材厂污泥和叶腊石为主原料制备莫来石材料,在研究确定最佳配方、最佳煅烧温度和最佳保温时间的基础上,探讨CaF2矿化剂对莫来石晶相结构、显微结构和性能的影响,从而确定出最佳CaF2矿化剂添加量。采用XRD法和SEM法表征各试样的晶相结构和显微结构;用Rietveld Quantification法确定各试样中各晶相的含量;测试各试样的性能。综合结构与性能分析结果,确定最佳CaF2添加量为0.5%,其对应的莫来石含量为99.6%,体积密度为2.47g.cm-3,气孔率为13.13%,吸水率为5.3%,抗折强度为71.04MPa,抗折强度保持率为82.14%。     

莫来石-钛酸铝窑具的制备与性能研究

采用原位合成技术合成莫来石一钛酸铝复相材料(ATM),并以复相材料和烧结莫来石(M60)为主要原料制备莫来石一钛酸铝窑具,借助于XRD、SEM和热态模拟试验等手段研究了烧成温度、复相材料添加量对莫来石-钛酸铝高温窑具性能和显微结构的影响.结果表明:合成的莫来石-钛酸铝复相材料适于制备高温窑具;在1 600℃烧成的窑具试样具有较高的高温抗折强度和良好的抗热震性;合成复相材料的添加量为45%时可获得综合性能好的窑具材料;热态模拟试验表明研制的莫来石-钛酸铝高温窑具适合在低于1 400℃,承重小于8 kg的条件下使用.     

ZrO2对铝型材厂污泥制备刚玉-堇青石-莫来石复相材料性能的影响

以铝型材厂污泥、高岭土和滑石粉为主要原料,制备刚玉-堇青石-莫来石复相材料的基础上,添加ZrO2(加入质量分数分别为1.0％、1.5％、2.0％、2.5％和3.0％)矿化剂,以期改善复相材料的性能.结果表明:随着ZrO2矿化剂添加量的增加,试样的常温抗折强度和热震后的常温抗折强度呈现出先升高后降低的趋势,其他性能处于波...     

利用铝型材厂污泥和叶腊石制备莫来石材料

以铝型材厂污泥和叶腊石为主原料制备莫来石材料,属于固体废料和矿物资源的综合利用项目.采用XRD法和SEM法表征各试样的晶相结构和显微结构;用Rietveld Quantification法确定各试样中各晶相的含量.结果表明不同配方的各试样均形成三种晶相,莫来石固溶体Al4.59Si1.41O9.7、Al2O3、SiO2,其中Al4.59Si1.41O9.7是主晶相,其含量为85.3%～97.8%;分析结果确定最佳的配方组成为:污泥为75wt%,叶腊石为25wt%,Al2O3/SiO2物质的量比为2.4.     

Thermodynamic properties of aluminum titanate-mullite composite ceramics containing heat stabilizer

Using Al₂O₃ and TiO₂ as raw materials, adding MgO as heat stabilizer and mullite as enhancer, aluminum titanate-mullite multiphase ceramics were successfully prepared by solid phase synthesis. The effects of MgO and mullite were systematically studied on the phase composition, microstructure, thermal stability, sintering properties, and mechanical properties of aluminum titanate ceramics. The results showed that the introduction of Mg²⁺ can partially replace Al³⁺ to form Mg_xAl_2(1-x)Ti_(1+x)O₅ solid solution, improved the thermal stability of aluminum titanate ceramics, and promoted the formation and growth of grains, which reduced the sintering temperature. The crack deflections caused by mullite particles improved the mechanical properties. The filling effect of mullite particles and the formation of silica in mullite raw materials were conducive to ceramic densification. The statistics of Mg4M10 sample were as follows: the porosity was only 2.9%, the flexural strength was as high as 64.15 MPa, and the thermal expansion coefficient was 1.35 × 10⁻⁶ K⁻¹ (RT-700°C), encouraging the application of ceramics with high thermal mechanical properties.     

注凝成型制备莫来石–钛酸铝复相陶瓷(英文)

引入10%(摩尔分数,相对于A12O3,下同)MgO和15%SiO2双组分添加剂合成了钛酸铝粉体.采用不同质量比的钛酸铝粉体和工业莫来石,用干压和注凝成型工艺制备了莫来石-钛酸铝(mullite-aluminium titanate,MAT)复相陶瓷.用X射线衍射分析了双组分添加剂对钛酸铝相组成和热稳定性的影响.通过扫描电镜表征了MAT复相陶瓷的微结构.研究了钛酸铝含量对采用于压、注凝2种成型工艺制备的MAT复相陶瓷的弯曲强度和平均热膨胀系数(室温～1 000℃)的影响.结果表明:MgO和SiO2双组分添加剂促进了钛酸铝的形成,增强了钛酸铝的热稳定性.通过注凝成型制备的MAT复相陶瓷比于压成型制备的MAT复相陶瓷具有史均匀的结构和更高的机械性能.当铸酸铝含量为lO%(质量分数,下同),运用注凝成型工艺 制备的MAT复相陶瓷的弯曲强度最大,达110.05 Mpa.     

钛酸铝／氧化铝复合材料的制备及其抗铝液浸渗性能

以Al2O3,TiO2,MgO和Fe2O3粉末为起始原料制备出不同氧化铝含量的钛酸铝／氧化铝复合材料;通过考察浸于熔融铝液中试样断面显微结构和特征元素分布研究了复合材料抗铝液浸渗性能。研究表明,反应烧结得到的是含5％MgTi2O5（质量分数）和1％Fe2TiO5（质量分数）的钛酸铝复合固溶体与氧化铝组成的复合材料,复合材料的烧结致密度随试样中氧化铝含量的增加而增加。高钛酸铝含量的钛酸铝／氧化铝复合材料具有良好的抗铝浸渗性能。     

利用铝型材厂污泥制备自结合钛酸铝/莫来石复相材料

.73 g/cm3,抗折强度为40.25 MPa,热震抗折强度保持率为85.6%.     

Development of Aluminum Titanate-Mullite Composite Having High Thermal Shock Resistance

Thermomechanical properties of aluminum titanate-mullite composites were studied for a wide composition range to develop material having high thermal shock resistance. The thermal shock resistance tended to increase with increasing aluminum titanate content. Composite having 82 vol% aluminum titanate can withstand water quench from above 1200°C and has a room-temperature strength of 60 MPa. Composite with less aluminum titanate has lower thermal shock resistance but has higher strength. The relation between thermal shock resistance and strength, Young's modulus, and thermal expansion coefficient is discussed.     

复合方式抑制钛酸铝热分解的研究

通过氧化铝过剩组成,莫来石外加(或高温生成)抑制热分解和引入MgO、Cr2O3等,使钛酸铝材料易受热分解和抗弯强度低的弱点得以克服;以天然矿物原料为主要原料经合成,可获得高性能、低成本的钛酸铝材料.     

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.     

氟化物包覆对镁铝合金与水催化反应效率的影响

为了提高镁铝合金与水的反应效率,采用氟化物对镁铝合金粉进行表面包覆,利用扫描电镜、X射线衍射仪和粒度分析仪对合金粉与高温水反应产物进行表征,对比研究了高温下不同比例的氟化物对镁铝合金与水催化反应效率的影响。结果表明,包覆氟化物的镁铝合金与高温水反应产物的粒径减小,分散性明显改善;固相燃烧产物中主要包含Al_2MgO_4、MgO和Al,表明Al未完全反应;合金粉包覆氟化物后铝的反应效率明显提高,其中,包覆质量分数2%氟橡胶和2%有机氟化物的合金粉反应效率高达89.7%,与未包覆样品相比提高了14.6%。     

Low-temperature preparation of novel stabilized aluminum titanate ceramic fibers via nonhydrolytic sol-gel method through linear self-assembly of precursors

Stabilized aluminum titanate fibers were prepared via nonhydrolytic sol-gel (NHSG) method through linear self-assembly of precursors. The results show that NHSG method generates the heterogeneous condensation with the formation of Al–O–Ti, Mg–O–Ti, Fe–O–Ti, Mg–O–Al, Fe–O–Ti bonds, which ensures that magnesium ions and iron ions can enter aluminium titanate lattice and stabilize it at 750 °C. Bimolecular associated structure of chlorotitanium ethoxide titanium precursor promotes the self-linear-assemble of all precursors, which enables the excellent spinnability of sol. Stabilized aluminum titanate fibers have excellent corrosion resistance. The thermal expansion coefficient of stabilized aluminum titanate ceramic is −0.142 × 10⁻⁶°C⁻¹.     

碳酸钠焙烧铝系钒铁炉渣共提取钒与铝

通过对铝系钒铁炉渣碳酸钠焙烧-水浸全过程的矿物分析、热力学计算及对比实验,研究了炉渣中钒、铝同步转化、溶出的机理与规律. 结果显示,焙烧进程中渣中镁铝尖晶石MgO×Al2O3相、CaO×2Al2O3相逐渐消失,MgO相生成,并生成碱熔相Na2O×Al2O3和钒酸盐. 随焙烧温度及时间增加,Na2O×Al2O3和钒酸盐相明显增多,钒、铝溶出率增加. 焙烧熟料经水浸后,液相呈碱性,钒、铝分别以可溶性钒酸钠和铝酸钠的形式进入水相,固相残留物为少量未反应的镁铝尖晶石及新生成的MgO和Ca(OH)2. 在磨矿粒度<75 mm、配碱系数1.0、焙烧温度1000℃及焙烧时间4 h的优化条件下,钒的溶出率可达90%,铝的溶出率可达75%.