热处理保温时间对高钛高炉渣制备泡沫微晶玻璃的影响

以高钛高炉渣和废玻璃粉为主要原料,采用发泡和析晶同步进行的"一步法"制备泡沫微晶玻璃,研究热处理保温时间对泡沫微晶玻璃的组织与性能影响。结果表明:在1000℃下,随保温时间从30 min延长至60 min,泡沫微晶玻璃中主晶相由斜辉石Ca(Ti,Mg,Al)(Si,Al)2O6转变为钙铁辉石Ca Fe(Si2O6)和普通辉石Ca(Mg,Fe,Al)(Si,Al)2O6,其晶相含量增加且由粒状结构向棒状结构过渡,材料孔径增大,体积密度、导热系数与吸水率逐渐降低,抗压强度升高;保温时间在60~120 min时晶相不发生明显变化,其含量缓慢增加且逐渐融合呈球状结构,材料出现连通孔,体积密度、导热系数与吸水率逐渐升高,抗压强度下降。综合而言,当保温时间为60 min时,所制得的泡沫微晶玻璃具备最优综合性能。     

粉煤灰制备辉石微晶玻璃及电子探针分析

以CaO-Al2O3-SiO2-10%MgO系相图为理论依据,采用熔融工艺制备辉石微晶玻璃。运用差热分析(DTA)、X射线衍射仪(XRD)、电子探针分析(EPMA)、能谱仪(EDS)、显微硬度等测试手段,研究了微晶玻璃的玻璃基体、晶相组成。结果表明810℃保温1 h、再以10℃/min的升温速率升至960℃保温1 h的热处理工艺,获得了以单一辉石Mg0.89Fe0.08Al0.20Cr0.04Ti0.01Ca0.76Na0.10Si1.92O6为晶相的微晶玻璃;基体玻璃中原子种类十分复杂,既有网络形成体,又有网络修饰体和网络中间体,由于[SiO4]四面体中Si-O(桥氧)键太少,玻璃网络断裂严重,该基体玻璃容易析晶。     

热处理对煤矸石铁尾矿微晶玻璃微观结构和力学性能影响

为了综合利用固体废弃物,以煤矸石和铁尾矿为主要原料制备具有优异的力学性能Ca O-Mg O-Al2O3-Si O2系微晶玻璃。利用DSC、XRD和SEM分析测试手段,研究了核化和晶化温度对微晶玻璃微观结构和力学性能的影响。结果表明:所制备的煤矸石铁尾矿微晶玻璃的主晶相为普通辉石(Ca(Mg,Fe,Al)(Si,Al)2O6);随着核化和晶化温度的升高,微晶玻璃主晶相的衍射峰以先增强后减弱,其弯曲强度变化趋势与主晶相衍射峰变化趋势相同。材料力学性能取决于热处理工艺,经760℃,3 h和980℃,1 h处理后,微晶玻璃具有良好的力学性能,其弯曲强度可稳定在230 MPa以上。     

CaO-Al_2O_3-SiO_2系粉煤灰微晶玻璃的制备及其性能

以粉煤灰为主要原料,Si O2、Na2CO3、Mg O、Ca O、Zn O、Ca F、硼酸等为辅助原料,采用两步烧结法制备Ca O-Al2O3-Si O2系粉煤灰微晶玻璃。通过差热分析、X射线衍射和扫描电镜等分析测试方法对所制备粉煤灰微晶玻璃的微观结构和性能进行了研究,并利用修正的Johnson-Mehl-Avrami方程和Augis-Bennett方程计算了粉煤灰微晶玻璃析晶活化能和晶化指数。结果表明,不同配方的粉煤灰微晶玻璃均为体积晶化,主晶相为副硅灰石,呈短柱状,为单斜晶系;副晶相为钙长石,为三斜晶系;在5组配方中,Ca O/Si O2为0.33时,粉煤灰微晶玻璃的性能相对较优,Al2O3/Si O2为0.19时,粉煤灰微晶玻璃的活化能相对较小小,析晶过程容易发生。     

高炉渣及含铅玻璃制备微晶玻璃

文章探究了以高炉渣与CRT玻璃(含铅)作为主要原料制备微晶玻璃的可行性,研究了最优原料配比,并分析确定了与之相对应的热处理制度。实验证明,在加入Ba O、Mg O、Al2O3、B2O3等试剂之后可以使基础玻璃发生晶化并在最优配比下可以制备出内部晶化良好的微晶玻璃。同时,实验分析了与该组配比相对应的热处理制度,确定其核化温度为780℃,核化时间为30 min,晶化温度为920℃,晶化时间为90 min。综合研究认为在添加改性剂的情况下,可以利用高炉渣和含铅玻璃制备得到性能优良的微晶玻璃。     

热处理制度对Mg-Y-Al-Si-O-N玻璃析晶行为的影响

分别研究核化温度、核化时间和晶化温度对Mg8.88Y5.92Al10.15Si15.22O52.65N7.19(摩尔分数,%)氧氮玻璃析晶行为的影响.此外,还对比研究了两步和一步热处理制度对此玻璃析晶行为的影响.用DSC曲线初步确定玻璃成核和晶化温度范围,再用传统方法确定玻璃的最佳热处理制度;用X-射线衍射仪鉴定微晶玻璃中的物相;用扫描电镜观察微晶玻璃的微观结构.结果表明:对于此组成玻璃,热处理制度严重影响微晶玻璃的析晶度和微观形貌,但对析出相的种类影响较小;所制备的微晶玻璃中均含YMgSi2O5N(48-1632)、MgSiO3(19-0768)和Mg3Al2(SiO4)3 (15-0742)相,其中YMgSi2O5N为主晶相,呈棒状.     

矿渣微晶玻璃的析晶行为与性能

以铁尾矿、硼泥和粉煤灰制备矿渣微晶玻璃,利用X射线衍射仪、扫描电镜和穆斯堡尔谱对微晶玻璃的微观结构进行研究。结果表明:矿渣微晶玻璃的主析晶相为钙铁辉石,次晶相为普通辉石和紫苏辉石;随着硼泥配入量的增加,矿渣微晶玻璃中晶体的析出量和尺寸均逐渐增加,晶体形态由枝晶向球晶及块状晶体过渡;枝晶向球晶转变可以明显改善矿渣微晶玻璃的性能,而球晶向块状晶体的转变则恶化了微晶玻璃的性能。在本实验研究的条件下,Fe2 主要分布在析晶相中,起到促进晶体析出的作用;随着硼泥配入量的增加,Fe3 含量也逐渐增加,Fe2 和Fe3 共同促进了熔体内部的晶体析出。     

Si、Mg含量对Al-Mg-Si合金显微组织及显微硬度的影响

通过添加不同含量Si和Mg,研究Si、Mg对Al-Mg-Si合金显微组织与显微硬度的影响。采用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）和显微硬度计分别对合金的微观形貌、相组成及显微硬度进行测试分析。结果表明：合金中主要有初生α-Al、骨骼状Mg2Si相、板片状共晶Si,还会出现少量的Al9Si、Al8Si6Mg3Fe、Al0.3Fe3Si0.7 和Al0.5Fe3Si0.5。随着Si含量的增加,Al-Mg-Si合金中α-Al枝晶变得细小,初生硅含量增加。随着Mg含量的增加,α-Al枝晶变粗、变大,从α-Al基体和初晶Si中的析出相逐渐明显,Mg2Si强化相聚集长大,同时α-Al初生晶尺寸增大。随着Si含量的增加,Al-Mg-Si合金的显微硬度也随之提高。随着Mg含量的增加,合金显微硬度先增大后减小。     

粉煤灰制备透辉石微晶玻璃及其结构分析

利用烧结法制备了粉煤灰微晶玻璃.采用X射线衍射、电子探针-能谱、红外光谱分析方法对粉煤灰微晶玻璃的结构进行了表征.结果表明:粉煤灰微晶玻璃的主晶相为透辉石,获得的点阵参数为a=0.97669 nm,b=0.893828 nm,c=0.526093 nm,β=105.974°.透辉石晶粒尺寸为2～ 10 μm,晶粒中不仅含Ca、Mg、Si、O元素,还含有Na、Al、Fe元素,这些外来元素的溶入造成透辉石晶格参数的改变.微晶玻璃红外光谱出现了很强的透辉石特征峰,与透辉石标准图谱相比,其发生明显的偏移,表明晶体中存在缺陷,这与XRD、EPMA-EDS分析结果相吻合.     

均匀化退火对Al-1Mn-1Mg合金中析出相形态的影响

用扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、能谱分析（EDAX）和差热分析（DTA）等技术探讨均匀化退火的主要工艺参数对经高效熔体处理的Al-1Mn-1Mg合金中析出相形态的影响。结果表明：在加热温度为400～600℃,保温时间为6～24h的均匀化退火工艺内,随温度的升高或保温时间的延长,晶界处析出相逐渐球化,主要为Al（Fe,Mn,Si,RE）复合相;晶内析出相的弥散度提高,依组成元素及含量不同而呈现短杆、方块、椭球、球状及菱形等多种形态;继续升高温度或延长保温时间,晶界处析出相均有粗化趋势;450～500℃下保温12～15h后,晶界处析出相的球化效果明显,晶内析出相弥散程度高,基本消除了铸锭中的偏析现象。     

MgO-Al2O3-SiO2微晶玻璃介电特性

以2MgO-2Al2O3-5SiO2微晶玻璃为基础成分,引入TiO2和ZnO,探讨了TiO2,ZnO及不同的热处理条件对微晶玻璃相组成、介电性能的影响.结果表明Ti4+以单体TiO2形式存在,并未取代Si4+位置,形成固溶体,随TiO2含量的增加,致密化温度升高,谐振频率温度系数τf从负变正,介电常数εr增大,Qf值减小;ZnO在堇青石微晶玻璃中,Zn2+取代Mg2+位置,形成Mg1 91Zn0 09(Al4Si5 04O18)固溶体,降低体系的自由能,促进烧结;随烧结温度升高及保温时间的延长,相组成由MgAl2Si3O10,MgAl2Si4O12转化Mg1 91Zn0.09(Al4Si5 04O18)固溶体,εr减小,Qf增大.TiO2添加量为5ω/%的MgO-Al2O3-SiO2-ZnO-H3BO3玻璃,在900℃烧结2 h,可获得较佳的介电性能εr=5.53,Qf=14 000 GHz,τf=-7×10-6/℃,是一种理想的多层片式微波器件及模块用材料.     

二次法制备冶金渣陶瓷-微晶玻璃复合材料

为了改善钢渣陶瓷的外观颜色和表面性能,采用二次烧成法制备出了钢渣陶瓷-高炉渣微晶玻璃复合材料,并对其结构与性能关系进行了研究。陶瓷层主晶相为辉石相,微晶玻璃层主晶相是辉石相和黄长石相。在陶瓷1220℃烧结温度,微晶玻璃880℃析晶温度的最佳条件下,复合材料耐磨性能显著提高,其磨损体积比单体材料降低1倍以上。陶瓷-微晶玻璃紧密结合的过渡层以及微晶玻璃析晶均匀和增加的辉石相有利于复合材料表面性能的改善。     

均匀化处理对6063铝合金微观组织结构的影响

采用金相显微镜、X射线衍射、扫描电镜、透射电镜和能谱分析技术,研究了均匀化温度和时间对6063合金显微组织的影响。结果表明:铸态合金由过饱和α-Al固溶体和非平衡共晶相组成;铸态合金进行均匀化处理,随温度的升高和保温时间的延长,非平衡共晶组织逐渐消失,合金枝晶偏析逐渐消除;在495℃保温6h,过饱和基体析出Mg2Si相,温度升高到555℃,Mg2Si相完全回溶,针状β-Al9Fe2Si2完全转变为颗粒状α-Al12Fe3Si,同时基体中析出亚微米级AlFeSi和AlFeCrSi相。555℃保温6h退火处理是6063合金铸锭较适宜的均匀化处理工艺。     

中钛型含钛高炉渣与铬铁合金渣制备微晶玻璃

以中钛型含钛高炉渣、铬铁合金渣及废玻璃为原料,采用熔融法制备了CaO-MgO-Al2O3-SiO2（CMAS）系微晶玻璃,并通过差热分析（DTA）、X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）等手段分析了不同原料配比对微晶玻璃晶相和性能的影响,并确定了最优原料配比。结果表明:以中钛型含钛高炉渣、铬铁合金渣及废玻璃为原料,可以制备出主晶相为透辉石,次晶相为硅灰石的微晶玻璃;随着铬铁合金渣含量的增加,样品的玻璃化转变温度和晶化温度不断降低;当中钛型含钛高炉渣质量分数为25%,铬铁合金渣质量分数为15%,废玻璃质量分数为60%时,制得的微晶玻璃晶化度约54%,体积密度2.83 g/cm3,显微硬度为650.37 HV。     

Y-Al-Si-O-N-F氧氟氮微晶玻璃的显微结构与力学性能

在氮气保护下由钼电阻炉中加热(1 550~1 580℃)制得Y-Al-Si-O-N-F氧氟氮基础玻璃。采用差示扫描量热法(DSC)测定玻璃的玻璃转变温度(tg)和析晶峰温度(tc)。利用XRD结合能谱分析(EDS)鉴定氧氟氮微晶玻璃中的物相,采用扫描电子显微镜(SEM)观察微晶玻璃样品的微观形貌。结果表明:F含量的增加降低玻璃的tg和tc,并影响微晶玻璃的微观结构以及晶体的尺寸和形貌;N含量的增加对析出晶相和微观结构产生较大影响;基础玻璃样品热处理后析出的主晶相为Y2Si2O7,次晶相随N含量的提高由莫来石(Al6Si2O13)转变成Si3Al6O12N2。与基础玻璃相比,微晶玻璃的显微硬度和抗弯强度有一定程度的提高。     

保温时间对Al2O3f/AZ91D复合材料抗拉强度的影响

采用熔体浸渗法制备了Al2O3f／AZ91D复合材料,并利用光学显微镜、SEM、XRD等手段对其成分、组织及保温时间与抗拉强度之间的关系进行了研究。结果表明,Al2O3f／AZ91D复合材料组织中有硬脆相Mg2Si生成;保温40min时复合材料的抗拉强度较基体合金略有增强;随着保温时间的延长,材料组织中的Mg2Si相大量增加,从而使复合材料的抗拉强度下降。     

Al_2O_3陶瓷与5A05铝合金的间接钎焊工艺

利用Al-Si-Mg钎料和自制工艺罩内置Mg粉方法,实现化学镀镍Al2O3陶瓷与5A05铝合金的真空钎焊连接,并分析保温时间及连接温度对接头界面结构和抗剪强度的影响。结果表明:连接温度570℃,保温时间15min为最佳工艺参数,此时接头界面结构为Al2O3/Ni(Ⅰ区)/Al3Ni2(Ⅱ区)/Al3Ni+Mg2Si(Ⅲ区)/α(Al)+Mg2Si(Ⅳ区)/5A05,接头的抗剪强度为25MPa。随着保温时间的延长,Ni层变薄,Al3Ni2组织的变化不大,Al3Ni+Mg2Si组织逐渐变宽,且呈分散趋势;当保温时间延长到50min时,Al3Ni+Mg2Si完全变成零乱的形状、大小不一的块状分布,且靠近5A05侧的Mg2Si消失。连接温度对界面组织结构的影响与保温时间的影响相似,接头断裂形式为脆性断裂。当接头的强度较低时,断裂发生在铝合金侧的α(Al)+Mg2Si附近;当接头的强度较高时,断裂发生在镀Ni层+界面区(Ⅱ区与Ⅲ区)。     

高结晶度透明微晶玻璃的制备

制备掺杂Nd2O3的NazO-CaO-SiO2(NCS)系高结晶度透明微晶玻璃.通过DSC测定,确定基础玻璃的核化与晶化制度.采用XRD、FTIR和SEM等方法研究NCS系微晶玻璃的结晶性能、组织结构和透明性能.结果表明NCS系玻璃经热处理后析出成分接近于Na6Ca3Si6O18的微晶体.当玻璃在(630℃,10h)+(800℃,1h)条件下处理时,结晶度达79.86%,晶粒为球形,尺寸为1～2μm,3mm厚试样在710nm波长下的透光率为68.8%;继续延长热处理时间,晶相和玻璃相的化学组成连续变化,玻璃几乎完全析晶,晶粒尺寸达250μm,3mm厚试样在710nm波长下的透光率达65.5%.     

铬铁矿焙烧后期铬再氧化机理

针对铬铁矿氧化焙烧后期铬转化速率降低问题,以铬铁矿焙烧过程铬转化率70%的铬渣为原料,分析铬渣的物相和化学成分,深入研究铬渣焙烧过程中温度、时间、Na2CO3和Ca CO3等对铬渣中铬转化率的影响,探讨提高铬铁矿氧化焙烧后期铬转化率的机理。结果表明:铬渣主相为Mg Cr0.4Fe1.6O4尖晶石,副相为Na Si Al O4和Mg1.5Na9Si12Al12O48等钠硅酸盐、硅铝酸盐相;在与Na2CO3进行氧化焙烧反应过程中铬转化率仅为50%~60%,钠硅酸盐、硅铝酸盐等相的存在导致Na+的利用率降低,造成铬渣中的铬转化困难;Ca的引入置换了铬渣中副相的Na,铬转化率提高到84.7%,生成了高熔点的Ca2Fe1.2Mg0.4Si0.4O5硅酸钙盐等相,增大了焙烧过程中Na+浓度,促进了铬的转化,提高了焙烧后期铬的转化率。     

Na2O-CaO-SiO2系透明微晶玻璃制备及其微观结构

制备了Yb3+掺杂的Na2O-CaO-SiO2系高结晶度、透明微晶玻璃。用差热分析(DSC)初步确定基础玻璃的核化及晶化温度范围,用X射线衍射(XRD)测定微晶玻璃析出晶相,用扫描电镜(SEM)研究微晶玻璃的微观结构。结果表明:组成为53SiO2-30CaO-17Na2O(摩尔分数,%)的基础玻璃经热处理析出了Na4Ca4Si6O18晶相;合适热处理制度为:595℃核化5 h,730℃晶化1 h;所制备的微晶玻璃析晶度高,晶粒尺寸约100μm,微晶玻璃仍具有较高的透明度。