环保型多孔陶瓷制备及其性能研究

以建筑废弃物为主要原料、氧化铝为补充铝源、氟化铝为晶须催化剂、氧化硼为烧结助剂、玉米淀粉为造孔剂,采用添加造孔剂法和原位晶须生成法制备具有高孔隙率、高机械强度的多孔结构整体式陶瓷载体。通过浸渍工艺使多孔陶瓷负载钯基催化剂,探究氟化铝及氧化硼含量对其晶相、微观结构、开口孔隙率、抗折强度等性能的影响,同时研究负载催化剂后处理亚甲基蓝模拟废水的可行性。结果表明：在原料中建筑废弃物含量（质量分数）为40%、氧化铝为44%、氟化铝为13%、氧化硼为3%,造孔剂添加量（质量分数）为上述无机粉体10%,烧结温度1 150℃、保温120 min条件下,所制得的多孔陶瓷性能最佳,开口孔隙率62.99%、抗折强度7.44 MPa;浸渍时间12 h的多孔陶瓷催化性能最佳,以其为载体负载钯基催化剂降解亚甲基蓝模拟废水,废水褪色时间9.31 h,较未负载前降解效率提升57.91%。由此证明,多孔陶瓷作为催化剂载体处理染料废水的可行性,并提供了理论借鉴和工艺参考。     

莫来石晶须对2A12铝合金性能和组织的影响

以2A12铝合金为基础材料,研究莫来石晶须对2A12铝合金组织和性能的影响。采用井式电阻炉加热,在石墨坩埚中熔炼合金,向液态金属中加入莫来石晶须,获得新合金铸态试样。用万能试验机、硬度仪测试其力学性能,用OM、SEM、EDS、XRD表征分析了显微组织。结果表明：莫来石晶须能有效改善铸态2A12铝合金的机械性能,随着其添加量的增加,合金的抗拉强度、硬度等出现先增加后降低的变化趋势,当莫来石晶须添加量为2%时,合金的抗拉强度和硬度最佳,其抗拉强度和硬度较原始合金分别增加了8.77%、7.41%;晶须的添加使合金的断裂形式发生了改变,原始合金以脆性断裂为主,随着莫来石晶须的添加,合金的断裂形式由脆性断裂向塑性断裂转变;XRD及SEM结果表明,添加的莫来石晶须以陶瓷相聚集在晶界附近。添加晶须一方面细化了晶粒,另一方面硬质点相（陶瓷）阻碍位错滑移从而提高合金的强度和硬度。     

煅烧温度对天然水菱镁矿结构性能的影响

以产自我国西藏班戈湖地区的天然水菱镁矿为研究对象,采用X射线衍射技术、扫描电子显微技术、比表面积及孔径分布分析,研究煅烧温度对天然水菱镁矿的结构特征及调湿性能的影响。结果表明:随着煅烧温度的升高,物相主要由水菱镁矿(200℃)、非晶态镁化合物(200~300℃)向方镁石(400℃)发生转变,同时伴随着气体的逸出,形貌也发生明显变化;当煅烧温度为400℃时,由于晶体结构破坏及气体逸出生成的纳米级活性氧化镁具有特殊的介孔结构,比表面积达到132.445 m2/g,平衡吸湿量可达14.05%。     

茂名高岭土在不同温度煅烧时对产物结构的影响

采用DTA、XRF、SEM、BET、XRD、IR等测试手段对茂名高岭土及其在550~950℃的煅烧产物进行了研究。实验结果表明:煅烧产物由煅烧前的晶态转变成了非晶态,煅烧温度对煅烧产物的结构有一定影响。     

煅烧温度对微晶白云母介电常数和结构的影响

微晶白云母是一类典型的硅酸盐矿物,富含铝、钾,具有优良的电性能,广泛应用于电气行业。本文分析不同煅烧温度下微晶白云母介电常数的变化及其变化机理,煅烧温度在900℃时具有最高的介电常数,分析微晶白云母的化学成分与温度升高钾成分的变化对电阻率降低的影响,并通过XRD、SEM分析其结构的变化。     

煅烧温度对ZnO/辉沸石复合材料结构与性能的影响

采用均匀沉淀法,以醋酸锌为前驱体,尿素为沉淀剂,天然辉沸石为载体,得到了不同煅烧温度下的ZnO/辉沸石纳米复合材料。通过X射线衍射(XRD)、比表面积分析(BET)、扫描电镜(SEM)等表征手段研究了煅烧温度对复合材料结晶性能、孔结构特性以及微观形貌的影响。研究表明,随着煅烧温度的升高,复合材料中ZnO的晶粒先减小后增大,350℃时ZnO/辉沸石复合材料中ZnO晶粒尺寸最小;经煅烧后,复合材料的比表面积和孔径变化不显著,但微观形貌发生了显著变化;复合材料的光催化性能也呈现出先升高后降低的趋势,350℃煅烧得到的ZnO/辉沸石复合材料光催化效果最好,经300W高压汞灯照射2h后亚甲基蓝的降解效率达到95%以上。     

高岭土和煅烧高岭土的微观结构研究

采用XRF、SEM、XRD、NMR、TEM等测试手段对苏州和茂名高岭土及其650℃煅烧产物进行了研究。实验结果表明:煅烧产物由煅烧前的晶态转变成了非晶态,Al由六配位转变为四、五、六配位共存,煅烧前高岭土结构致密,煅烧后产物结构变得疏松。     

氧化铝掺量对粉煤灰多孔陶瓷性能的影响

以粉煤灰为主要原料,掺入不定量的氧化铝,制备多孔陶瓷,研究了氧化铝掺量对粉煤灰多孔陶瓷性能的影响。利用X射线衍射仪分析了粉煤灰多孔陶瓷的相组成,采用扫描电子显微镜对其微观形貌进行了表征。结果表明,当氧化铝掺量为15%,即硅铝摩尔比为0.94时,制备的粉煤灰多孔陶瓷具有优异的气孔率和碎裂应力,可作为水处理滤料。     

硅藻土/紫砂多孔过滤陶瓷的制备与性能研究

以硅藻土和紫砂黏土为主要原料,采用干压成型方法,在不同温度下（1000~1100℃）烧结制备了硅藻土基多孔陶瓷,测试了样品孔隙率和体积密度的变化,结合压汞仪、扫描电子显微镜和X射线衍射谱等测试手段对材料性能进行表征,并测试了材料的过滤性能。结果表明,随着烧结温度的升高,材料孔隙率从72%下降到58%,最大孔径也在1~10μm变化,高温下硅藻土中的无定型SiO2转变为石英和方石英,制备的多孔陶瓷材料有着较高的过滤速率和优良的水体净化除杂能力。     

煅烧温度对煤矸石活性的影响及机理研究

通过煅烧活化煤矸石,考察煅烧温度对煤矸石活性的影响,分析煅烧温度影响煤矸石活性的内在机理。结果表明:煅烧能够活化煤矸石,煅烧到750℃并保温2 h的煤矸石活性最好,其水泥胶砂28 d抗压强度比为76.6%。煅烧温度升高,煤矸石颗粒尺寸减小,1 050℃煅烧煤矸石颗粒尺寸最小,其分级颗粒分布峰值位于30μm附近。煤矸石脱除羟基转变为偏高岭石的相变温度为529.1℃,偏高岭石重新结晶转变为莫来石的相变温度为1 015.2℃,热失重为15.55%。750℃煅烧煤矸石的红外光谱振动最强。煅烧改变煤矸石的²⁷Al-O、²⁹Si-O配位数,750℃煅烧煤矸石活性最好。     

添加剂CeO2和MgO对矾土基莫来石均质料烧结性能的影响

本文研究了加入添加剂CeO2和MgO对矾土基莫来石均质料烧结性能的影响,测定了烧结试样的相组成和荷重软化温度,并观察其显微结构。结果表明,复合加入添加剂CeO2/MgO比单独加入CeO2或MgO促进烧结的效果要好,比例为1∶1、加入量为0.75%时,可使Al2O3含量为68%～72%和58%～62%的试样烧结温度从1700℃和1650℃降至1600℃,而且体积密度也从2.75g/cm3和2.66g/cm3分别提高至2.81g/cm3和2.74g/cm3以上;同时保持均质料较高的高温强度,其原因是发育良好的棱柱状莫来石构成交错连锁的网络结构。     

碳热还原法制备铁尾矿多孔陶瓷的结构与性能

以泥状细颗粒铁尾矿和石墨粉为原料,采用碳热还原法制备了铁尾矿多孔陶瓷,将尾矿中低热导率的氧化物和矿物相转变成高热导率的碳化物,克服高孔隙率多孔陶瓷热导率低的问题。采用控制变量法分析了铁尾矿多孔陶瓷的结构与性能及其影响因素。结果表明:铁尾矿多孔陶瓷的结构与性能受烧结温度和石墨含量影响较大,保温时间影响较小。通过改变试验条件,可以调控铁尾矿多孔陶瓷的性能指标,其显气孔率的变化范围是39.30%～82.30%,热导率变化范围是0.53～1.52 W/(m·K),抗压强度变化范围是0.78～15.02 MPa。热导率受孔隙率的影响远大于SiC生成量的影响,力学性能受孔隙率的影响较大。当石墨含量为25%、烧结温度为1 600℃、保温时间为2 h时,铁尾矿多孔陶瓷的综合性能最优,其显气孔率为81.07%,热导率为0.58 W/(m·K),与相同孔隙率的普通铁尾矿多孔陶瓷相比,热导率提高了6.6倍。本研究为铁尾矿的高效利用提供了一种新思路。     

烧结时间对含铅玻璃制备微晶玻璃析晶及性能的影响

以铅玻璃与粉煤灰为原料,通过协同熔炼制备了微晶玻璃。通过XRD和SEM等手段研究了不同烧结时间下微晶玻璃的物相组成及显微结构,测定了微晶玻璃的密度、吸水率、维氏硬度和化学抗性。结果表明: 延长烧结时间对含铅玻璃加入量为40%(FG40)、50%(FG50)样品的晶相类型和晶化程度有影响,而对含铅玻璃加入量为60%(FG60)、70%(FG70)和80%(FG80)样品的影响较小。随着烧结时间延长,样品晶化程度提高,晶体长大,玻璃相减少。适宜的含铅玻璃加入量为50%~70%,对应的FG50、FG60、FG70样品最佳烧结时间分别为4 h、3 h、3 h。     

烧结温度对刚玉斜锆石复相陶瓷粉体的性能影响

以ZrOCl2·8H2O和AlCl3·6H2O为主要原料,采用溶胶-凝胶法制备化学成分均匀的刚玉斜锆石复合粉体,研究了不同焙烧温度对复合粉体体积密度、烧成收缩以及抗弯强度的影响,采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)测试手段分析了不同烧结温度下所得试样的矿物组成和微观结构.结果表明,随着烧结温度的提高,试样收缩率变大,烧结体密度不断增大,晶粒尺寸均匀,当烧成温度为1400℃时,复合粉体获得了最佳力学性能,抗弯强度达620 MPa,当烧成温度为1600℃时,其体积密度最大为5.1 g/cm3,并形成了结晶完好的刚玉斜锆石复相陶瓷粉体.     

烧结温度对钢渣陶粒结构及性能的影响

以钢渣为原料制备陶粒,从钢渣陶粒表面玻璃相及孔洞、体积膨胀、内部结构、吸水率及孔隙率、单颗抗压力、矿物相生成及变化等方面探讨烧结温度对所制备陶粒结构与性能的影响.结果表明,随烧结温度升高,陶粒骨架结构逐渐密实,膨胀率增大,表面孔洞增多,内部闭气孔直径增大;烧结温度为1140℃时,单颗粒抗压力最大,陶粒结构致密度较大,闭...     

稀土元素Y对Mg-Nd-Zn-Zr合金组织和高温力学性能的影响

制备了Mg-5.0Y-3.0Nd-0.5Zn-0.5Zr 和Mg-3.0Nd-0.5Zn-0.5Zr 2种合金, 研究了Y元素和Nd元素对合金组织和高温力学性能的影响。通过XRD分析了合金的物相组成进行了定性分析。稀土元素Nd在Mg-Nd-Zn-Zr合金中以Mg₁₂Nd相存在于铸态组织晶界, Nd、Y在Mg-Y-Nd-Zn-Zr中以Mg₄₁Nd₅和Mg₂₄Y₅相存在于铸态组织晶界。这些相均具有很好的耐热性, 是主要的强化相。研究结果表明, Y对合金铸态组织有明显细化作用。合金挤压轧制后经过T6处理后进行高温拉伸, 与Mg-3.0Nd-0.5Zn-0.5Zr相比, 加Y的Mg-5.0Y-3.0Nd-0.5Zn-0.5Zr合金的抗拉强度和延伸率明显提高。300 ℃的抗拉强度达到了168.5 MPa, 延伸率为28.8%。     

工作温度对TP2铜管组织与性能的影响规律研究

高速列车车顶用TP2铜管常年在-30～100℃露天环境下服役,为探究中低工作温度区间内TP2铜管组织与性能变化,测试、观察了TP2铜在-30～100℃下的硬度、拉伸性能、金相组织断口形貌,结果表明:在-30～100℃温度区间内,随温度升高,TP2铜管晶粒增大,晶粒度由8.95降至8.02,下降幅度为10.39％;硬度随...     

热处理温度对2519A铝合金组织性能的影响

采用硬度测试、拉伸测试、透射电镜及扫描电镜观察分析研究了时效温度对2519A铝合金组织性能的影响。结果表明: 140 ℃时效9 h晶内析出少量细小弥散的片状θ' 相, 晶界处θ析出相细小且呈链状分布, 无析出带较窄, 合金的强度较低; 165 ℃时效9 h晶内普遍析出细小而弥散的强化相θ' 相, 晶界析出相不连续分布, 无析出带较窄, 合金力学性能明显提高。190 ℃时效9 h晶内析出相θ' 相数目减少, 晶界析出相粗大且沿晶界连续分布, 析出相两侧无析出带较宽, 合金强度较低。