TiO_2对尖晶石烧结性能的影响

尖晶石由于其优良的抗剥落和抗渣性能而广泛应用于盛钢桶耐火材料中，但由于尖晶石难烧结而影响其优点的发挥。日本一研究机构采取了加入TiO2细粉技术。试验发现，在10μm尖晶石细粉中加入0．2％～2．0％的TiO2，在1200℃下，TiO2的加入量对尖晶石的相对密度无影响；在1300℃以上时，尖晶石的相对密度随TiO2的加入量增加而提高；如在1500℃下，TiO2分别加入0．5％、1．0％、和1．5％时，其相对密度分别为72％、83％和94％，而不加入TiO2时，才为56％。TiO2加入量超过1．5％后，对尖晶石相对密度无多大影响。TiO_2对尖晶石烧结性能的…     

添加TiO_2对铁铝尖晶石合成和烧结的影响

以氧化铁粉、α-Al2O3粉、石墨为主要原料,分别外加质量分数为0、2%、5%和8%的钛白粉,以亚硫酸纸浆废液为结合剂混练均匀后,压制成型为50 mm×50 mm的试样,于100℃干燥24 h,在氮气气氛中分别于1400、1450、1500和1550℃保温4 h煅烧,然后检测烧后试样的体积密度,并分析其物相组成和显微结构。结果表明:在氮气气氛下,TiO2的引入能降低铁铝尖晶石的合成温度,1450℃煅烧后铁源几乎完全转化为铁铝尖晶石;TiO2的引入能明显促进铁铝尖晶石的烧结,引入2%质量分数的钛白粉的试样体积密度最高,物相组成最好;引入多于2%质量分数的钛白粉的试样中有一定量的Fe2TiO5-Al2TiO5固溶相生成,试样体积密度下降,而且随着温度升高,Ti4+更容易被还原而抑制Fe3+还原,从而阻碍铁铝尖晶石的合成。     

添加ZrO_2对合成镁铝尖晶石烧结性能的影响

为了在较低温度下获得致密镁铝尖晶石烧结体,以分析纯的氧化镁、氧化铝、氧化锆为原料,按n(MgO)n(Al_2O_3)=1 1配料,在合成体系中分别引入质量分数为0、0.5%、1%和2%的ZrO_2添加剂,以糊精为结合剂,经混练、成型后,置于钼丝炉中于1 600℃保温2 h烧结合成镁铝尖晶石,检测了烧后试样的线变化率、体积密度和显气孔率,并采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和能谱仪对烧后试样进行了分析。结果表明:在1 600℃的煅烧温度下,加入ZrO_2可提高合成镁铝尖晶石的烧结性能。当ZrO_2加入量为1%(w)时,合成镁铝尖晶石的烧结性能最佳;而ZrO_2加入量高于1%(w)时,较多的ZrO_2弥散在尖晶石周围,发生相变,起钉扎作用,阻碍了镁铝尖晶石颗粒之间的接触,又会影响合成尖晶石的烧结性能。     

添加氧化钛的尖晶石烧结性状

试验并研究了在1200℃～1700℃下添加TiO_2的尖晶石的烧结性状和烧结机理。结果表明添加0.5％(质量)以上的TiO_2大幅度改善了尖晶石的烧结能力。在低温状态下,TiO_2与MgAl_2O_4反应形成Mg_xAl_(2(1-x))Ti_(1+x)O_5固溶体,当温度进一步升高时从中分离出Al_2O_3和TiO_2。一认为尖晶石烧结能力的改善与Mg_xAl_(2(1-x))Ti_(1+x)O_5中分离的Al_2O_3、富镁尖晶石的形成以及MgAl_2O_4晶体中TiO_2的溶解密切相关。     

添加TiO_2、ZrO_2对烧结铝铬渣材料性能的影响

为了进一步提高酸洗后铝铬渣烧结块的性能尤其是其抗热震性,取粒度≤0.045 mm的铝铬渣,在浓盐酸中煮沸20 min后,过滤,洗净,干燥,制成酸洗铝铬渣。在酸洗铝铬渣中分别加入4%(w)的钛白粉、锆英石粉或钛白粉-锆英石粉复合粉(钛白粉与锆英石粉的质量比为1 1),经混练、成型、干燥后,在1 500℃保温2 h热处理制成烧结铝铬渣试样,然后检测其体积密度、显气孔率、常温耐压强度、常温抗折强度和抗热震性,并分析其显微结构。结果表明:在酸洗铝铬渣中分别添加钛白粉、锆英石粉或复合添加钛白粉-锆英石粉均可提高烧结铝铬渣试样的致密度、常温强度和抗热震性,其中,添加钛白粉-锆英石粉试样的综合性能提高幅度最大。     

添加TiO_2对反应烧结制备SiAlON的影响

为探讨TiO_2作为助烧结剂制备β-SiAlON的可行性,以粒度均为0.074 mm的金属Al粉、单质Si粉、α-Al_2O_3粉为主要原料,以无水乙醇为介质球磨12 h后,将经60℃干燥12 h后的粉料以乙二醇和酚醛树脂为结合剂混合均匀成型,在管式氮化炉中分别经1 350、1 400、1 450、1 500和1 550℃保温3 h高温氮化制备β-SiAlON陶瓷,研究了烧成温度和添加TiO_2对β-SiAlON陶瓷烧结性能的影响。借助XRD分析试样中晶相组成和晶胞参数,采用SEM及EDS对试样的微观形貌进行分析与观察。结果表明:高温氮化制备β-SiAlON的过程中,添加4%(w)的TiO_2可以降低氮化烧结温度,增加β-SiAlON的生成量;TiO_2的加入在较低温阶段可以促进Al_2O_3在Si_3N_4中的固溶,高温阶段则形成液相有利于β-SiAlON的致密化烧结。     

NiFe2O4及添加TiO2的尖晶石的烧结过程

以NiO和Fe2O3为主要原料,通过添加少量TiO2粉末来改善NiFe2O4试样的烧结性能。研究了NiFe2O4和TiO2-NiFe2O4 2种样品反应烧结过程中的热力学及动力学条件,同时利用球模型推导的扩散机制的烧结方程测算出2种材料的烧结活化能。结果表明：NiO和Fe2O3固相烧结过程是固相反应和致密化过程同时进行的。添加质量分数为1％TiO2粉末,当合成温度为1250℃时,TiO2-NiFe2O4样品就已达到致密,其烧结活化能由NiFe2O4样品时的245.36kJ/mol降低为142.71kJ/mol。     

MoSi2对尖晶石制品烧结性能的影响

在尖晶石材料中分别加入3%、5%和10%的MoSi2细粉,分别在1000℃、1200℃、1500℃下烧成,研究了MoSi2对尖晶石材料烧结性能的影响.结果表明(1)在不合镁砂细粉的尖晶石试样中,添加剂MoSi2易发生氧化,生成膨胀系数较大的MoO3,试样容易破碎;(2)同时添加MoSi2和镁砂细粉的尖晶石试样能在较低温度下开始烧结,在1200℃下能达到一定程度的烧结,发生的反应方程式为2MoSi2+7O2+2MgO=2MgMoO4+4SiO2,但MgMoO4在＞1200℃时不稳定,易与Al2O3发生反应,反应方程式为MgMoO4+Al2O3=MoO3+MgAl2O4;(3)过多MoSi2细粉的加入会引起试样较大的体积膨胀.     

反应烧结铁铝尖晶石添加量对镁铁铝尖晶石耐火材料性能影响

以反应烧结铁铝尖晶石和镁砂为原料,研究了添加1％、3％、5％、7％、9％和11％反应烧结铁铝尖晶石对制备镁铁铝尖晶石耐火材料的性能影响。利用XRD分析试样的物相组成,SEM观察试样的微观结构。结果表明：在1％～11％范围内,随着铁铝尖晶石添加量的增加,镁铁铝尖晶石耐火材料的热震稳定性和挂窑皮性能提高,但荷重软化温度降低;铁铝尖晶石加入量为5％时,镁铁铝尖晶石耐火材料有较大的体积密度、较高的常温耐压强度和较小的显气孔率。     

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     

添加Cr_2O_3对莫来石-尖晶石复合材料的烧结和性能的影响

用预合成莫来石和镁铝尖晶石(MA)分别为100:0、80:20、60:40、50:50、40:60、20:80和0:100(％)配制7种配比的莫来石-尖晶石复合材料,并在1550℃烧结2h。用X射线衍射法研究了烧结莫来石-尖晶石复合材料的晶相组成。用DIN标准规范测量了烧结复合材料几批试样的物理性能、机械性能和耐火性能。含40％和20％莫来石分别对应60％和80％镁铝尖晶石的两种复合材料被认为是最佳的复合材料,这是由于这两种复合材料比其它复合材料具有更好的物理性能、机械性能和耐火性能。由于Cr_2O_3在莫来石和尖晶石中的固溶作用,所以在上述两种复合材料中添加2％Cr_2O_3可以使它们在1550℃烧结后的物理性能和机械性能得到更大的改善。     

添加Cr2O3对莫来石-尖晶石复合材料的烧结和性能的影响

用预合成莫来石和镁铝尖晶石(MA)分别为100：0、80：20、60：40、50：50、40：60、20：80和0：100(％)配制7种配比的莫来石-尖晶石复合材料，并在1550℃烧结2h。用X射线衍射法研究了烧结莫来石-尖晶石复合材料的晶相组成。用DIN标准规范测量了烧结复合材料几批试样的物理性能、机械性能和耐火性能。含40％和20％莫来石分别对应60％和80％镁铝尖晶石的两种复合材料被认为是最佳的复合材料，这是由于这两种复合材料比其它复合材料具有更好的物理性能、机械性能和耐火性能。由于Cr2O3在莫来石和尖晶石中的固溶作用，所以在上述两种复合材料中添加2％Cr2O3，可以使它们在1550℃烧结后的物理性能和机械性能得到更大的改善。     

TiO2加入量对富镁尖晶石烧结性能的影响

镁铝尖晶石因熔点高、硬度大、抗热震性和抗渣侵蚀性优良而被广泛用于耐火材料行业。特别是近年来,人们认识到Cr6+化合物的危害,方镁石 -尖晶石耐火材料应用于水泥回转窑、玻璃窑和精炼设备等以取代含铬材料。但由于MgO与Al2O3形成镁铝尖晶石时伴有 7%左右的体积膨胀,因此,很难获得致密的烧结体。为了改善尖晶石的烧结性能,往往加入一些添加剂,如TiO2、MnO2、Cr2O3等。研究发现,TiO2对尖晶石烧结性能的改善优于其他氧化物。同时,最近的研究表明,用MgO-TiO2 -Al2O3系材料替代镁铬材料用于水泥窑上,材料的抗剥落性优于MgO-Cr2O3…     

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.     

添加尖晶石对浇注料性能的影响

向无硅高铝质浇注料中添加尖晶石细粉及铝酸钙水泥，使其在使用中由于钢水的高温作用会形成稳定的高温结合相，因而会明显影响浇注的热强度，对这些结合相形成的机理人们还不甚清楚。     

添加纳米TiO_2对刚玉浇注料性能的影响

以板状刚玉、活性氧化铝微粉BL-2、铝酸钙水泥Secar 71为主要原料,加入不同含量的纳米TiO_2(加入质量分数为0、0. 5%和1%),比较了纳米TiO_2加入量对于刚玉浇注料物相组成、显微结构和物理性能的影响。结果表明,纳米TiO_2的加入加速了CA6的生成,提高了1 250℃烧后试样的强度,有利于浇注料中温强度的提升;当加入量较大时,CA6的片状厚度增加,难以形成相互交叉堆叠结构,导致试样的强度降低;当纳米TiO_2加入量(w)为0. 5%时,试样高温下强度降低较少,但中温强度明显提升,高温烧后呈现微膨胀,为最佳加入量。     

TiO2加入量对富铝尖晶石烧结性能的影响

以α-Al2O3、分析纯的MgO及分析纯的TiO2为原料,研究了在1400℃、1500℃、1600℃保温3 h下,TiO2加入量(分别为0、1%、2%、4%)对Al2O3与MgO物质的量比为21的富铝尖晶石烧结性能的影响,并利用XRD进行物相组成分析,利用SEM和EDAX进行显微结构分析.结果表明由于TiO2与MgAl2O4的固溶作用,加入TiO2可显著改善富铝尖晶石的烧结性能;随着TiO2加入量的增加,试样的体积密度增加,显气孔率降低,特别是在1600℃烧结后的试样尤为显著.