高炉矿渣烧结透水砖的制备与其性能表征

以高炉矿渣为骨料、工程渣土为结合剂、秸秆粉末为造孔剂,采用半干压法成型,制备烧结透水砖试样,研究矿渣掺量、烧结温度、保温时间和成型压力对透水砖试样性能的影响。结果表明:试样的抗折强度随着烧结温度的升高而增大;在1 175℃时试样透水系数最大,随着保温时间延长、成型压力继续增加,试样的抗折强度增大,但透水系数减小;当矿渣掺量(质量分数)为60%,成型压力为15 MPa,在1 175℃保温2 h的烧结条件下,试样的抗折强度达到11 MPa,透水系数为5.6×10-2cm/s。     

城市河道淤泥资源化利用的烧结制砖试验研究

城市疏浚河道清出的淤泥,含水量大、有机质含量高、气味臭、有时还含有有毒有害物质,如何进行无害化、资源化处理成为当前城市可持续发展的重要研究课题。以南京秦淮河中段清淤工程为例,以其清出的淤泥为原料,添加一定比例粘性土,淤泥与粘性土比例分别为1∶1、3∶2和7∶3的3组砖坯试样,在1 000、1 050和1 100℃3个不同温度下进行烧结制砖试验。分别测试了烧成品试样的烧失率、线收缩率、吸水率、抗压强度等物理力学参数,并利用XRD和SEM研究了烧成品的微观结构特征,综合分析了粘性土含量和烧结温度对淤泥进行资源化处理效果的影响。研究结果表明:烧结温度对试样烧结效果影响显著,当烧结温度为1 100℃时,3组试样均出现过烧现象,1 050℃比较接近试样的适宜烧结温度;粘土含量逐渐增加,烧成品物理力学性质逐渐改善,当粘土含量增加到50%,烧结温度为1 050℃时,砖块体积密度为1.4g/cm3、吸水率为17.28%、线收缩率为-0.5%、抗压强度为12.56Mpa,具有轻质保温特性,各项性能均能够满足工程建设有关规范对普通砖的要求。研究结果对城市景观河道疏浚淤泥的资源化处理具有参考价值。     

包钢铁精矿低硅烧结的实验研究

采用正交试验及微型烧结、矿相显微分析相结合的方法,研究了烧结温度、碱度、MgO含量、SiO2含量对于包钢特殊矿低硅烧结的强度及组成结构的影响规律.研究结果表明,在w(SiO2)=4.0%的条件下,包钢烧结矿也能具有较高的强度,各因素对烧结试样抗压强度的影响顺序是:烧结温度>碱度>MgO含量>SiO2含量.包钢特殊矿在1320℃烧结时,烧结试样呈现极不均匀结构,铁酸钙由表及里逐渐减少,整体呈薄壁大气孔结构,烧结矿强度较差.当烧结温度在1200℃时,主晶相赤铁矿增多,脉石含量增多,孔隙率增大,但孔隙分布均匀,矿相结构变均匀.     

粒度分布对干式捣打料性能的影响

按照紧密堆积理论,根据Andreasen方程中的粒度分布系数n值的变化计算出不同的粒度组成,并以此为依据进行配料,分别测试了不同粒度组成时各试样的堆积密度、烧后体积密度和烧后耐压强度.结果表明:粒度分布对干式捣打料的各项性能有较大的影响;在干式捣打料的配比选择过程中,不能惟一追求达到最大的体积密度,而应综合考虑颗粒和细粉组成对烧结性能的影响,选取适当的粒度分布,使材料既能获得较紧密的颗粒堆积,又能具有好的烧结性能.     

利用淤泥和秸秆制备蓄水用轻集料的研究

以淤泥为原料,秸秆为造孔剂,废弃玻璃粉作为高温液相促进剂,硅酸钠作为塑性增强剂,高温烧结制备蓄水用轻集料。测试了轻集料的蓄水性能,用XRD分析了试样在烧结时的物相变化,用SEM分析了烧结温度对试样内部结构的影响。结果表明:用淤泥制备蓄水用轻集料时,最合适的秸秆掺量为30%,废玻璃粉为2.5%,硅酸钠为0.5%,在900℃下烧结20min,所得样品蓄水率达到80%以上。随着烧结温度的提高和保温时间的延长,蓄水材料的吸水率逐渐减小,抗压强度逐渐增加。XRD分析显示烧结试样中主要晶相为石英、钙长石和硅酸三钙。SEM分析表明烧结温度升高使得试样内部结构变得致密。     

氧化铝透气陶瓷及透气性研究

研究添加造孔剂法和干压成型法制备氧化铝多孔透气陶瓷。以氧化铝为原料,分别用淀粉、蔗糖、蛋清作为造孔剂,用聚乙烯醇做粘结剂,在1700℃下烧结制得以开孔为主的氧化铝多孔透气陶瓷。通过抗弯曲强度测试检测样品的力学性能;利用X射线衍射分析(XRD)、扫描电镜(SEM)表征其物相成分、显微结构,对透气性进行测试。实验结果表明:试样的抗压强度随造孔剂的增多而减小;抗弯曲强度不随造孔剂的增多而增大,但是造孔剂含量过大时作用相反;烧结后试样的主要成分是α-Al2O3。用淀粉(10%)做造孔剂制得的样品具有较好的力学性能且气孔分布均匀.     

助烧剂对(Zr_(0.8)S_(0.2))TiO_4晶相与介电性能的影响

采用传统的固相反应法制备(Zr0.8S0.2)TiO4陶瓷样品,研究不同含量ZnO、Fe2O3、NiO对(Zr0.8S0.2)TiO4材料的晶相、显微结构与介电性能的影响。结果表明:上述添加剂可以降低(Zr0.8S0.2)TiO4陶瓷的烧结温度,当助烧剂ZnO、Fe2O3、NiO的质量分数分别为0.5%、0.5%、0.2%时,烧结温度为1 350℃时已烧结成瓷,没有气孔,致密性好,具有α-PbO2型结构(Zr0.8Sn0.2)TiO4相;随着烧结温度的升高,陶瓷样品出现过烧,介电常数εr由1 300℃的39.833 4下降到1 400℃的26.298 4,介质损耗tanδ在10-3数量级。     

NaOH激发钨尾矿强度影响因素分析

为分析碱含量、固化温度和含水率等3个因素对NaOH激发钨尾矿抗压强度的影响程度进行了单因素试验。制备边长为70 mm的立方体试样,分别在60、 70、 80、 90、 100℃的烘箱中固化7 d后测试其抗压强度,分别建立抗压强度与碱含量、固化温度和含水率的关系;通过灰色关联理论分析3种因素对试样强度的影响权重。结果表明,碱激发作用对提高钨尾矿强度效应显著：试样的抗压强度随碱含量增加先增大后减小再增大,碱含量为12%时出现拐点;随固化温度升高先增大再减小,最优固化温度为90℃;随含水率增长先增大再减小,最优含水率为18%;碱含量、含水率和固化温度对钨尾矿强度提高的影响效应依次增大,与试样强度的相应关联度分别为67.92%、 71.50%和74.69%。     

粉体粒度对钨钴钛硬质合金烧结特性的影响

采用球磨法制备了平均粒度为550nm的超细粉体和20nm纳米粉体,研究了粉体粒度对试样烧结特性的影响,分析了烧结机理。结果表明：纳米粉体试样较超细粉体试样的致密化过程快;超细和纳米WC-5TiC-10Co粉体硬质合金试样的密度和线收缩率都随着烧结温度的提高而增加;超细粉体试样基本完成烧结致密化的温度应在1470℃左右,纳米粉体试样的烧结温度应稍高于1350℃。     

Micro-Fast中升温速率和烧结温度对零件致密化的影响

采用Gleeble-1500D 热模拟机对316L不锈钢粉末进行烧结,制备出尺寸为Φ1.0mm×1.0mm的微型零件。研究了升温速率和烧结温度对微型零件微观组织及性能的影响。结果表明：随着升温速率的增大,粉末颗粒间孔隙数量减少、试样相对密度增加;随着烧结温度的提高,烧结试样基体孔隙数量减少,试样相对密度显著升高;在升温速率为50℃/s,烧结温度为900℃时,可以得到将近全致密的试样,而且烧结温度低于传统烧结方所用烧结温度;试样最大轴向尺寸变化出现在烧结阶段中,说明在多物理场耦合粉末微成形工艺中升温速率比烧结温度更重要。     

水泥窑用方镁石-铁铝尖晶石砖的性能研究

以电熔镁砂、铁粉、氧化铁粉和α-Al2O3粉为原料,制备方镁石-铁铝尖晶石砖,研究了烧结温度和铁加入量对方镁石-铁铝尖晶石砖性能的影响,采用XRD和SEM对试样的物相组成和显微结构进行了分析和表征。结果表明,提高烧结温度有利于方镁石-铁铝尖晶石砖性能的提高,1500℃烧成的试样最致密,综合性能较好,增大铁加入量不利于方镁石-铁铝尖晶石砖性能的提高。与直接结合镁铬砖相比,方镁石-铁铝尖晶石砖的常温耐压强度、抗折强度和热震稳定性较好,挂窑皮性和抗侵蚀性与其相近。     

梯度多孔镁的制备及压缩性能研究

以镁粉和造孔剂碳酸氢铵为主要原料,采用粉末冶金技术制备梯度多孔镁。研究了造孔剂梯度分布和烧结温度对梯度多孔镁孔隙特性、烧结收缩行为以及压缩性能的影响。研究结果表明,随着梯度结构中间层造孔剂含量的增加,梯度多孔镁样品的平均孔隙度升高,烧结收缩率、抗压强度以及杨氏模量均降低。此外,随着烧结温度的升高,梯度多孔镁样品的平均孔隙度降低,烧结收缩率、抗压强度和杨氏模量均增加。造孔剂分布为质量分数5％15％的多孔镁样品经620＂C烧结2h后,平均孔隙度为27．3％,烧结收缩率为11．7％,抗压强度为24．5MPa,杨氏模量为1．83GPa．     

烧成温度和锆英石对轻骨料镁尖晶石材料性能和显微结构的影响

以方镁石-尖晶石微孔陶瓷骨料、电熔镁砂、电熔尖晶石、α—Al2O3微粉等为原料,制备含轻骨料镁尖晶石材料,研究了烧成温度和锆英石加入量对试样性能和显微结构的影响。结果表明,随着烧成温度的升高,试样的致密化程度逐步提高;试样强度先增大后减小,在1600℃时达到最大值。在1600℃热处理下,随着ω（ZrSiO4）的增加,试样的体积密度增大,显气孔率变小,试样力学强度在ω（ZrSiO4）为4％时达到最大值。ω（ZrSiO4）为4％的试样整体显微结构致密,固相直接结合程度提高;并且方镁石和尖晶石晶粒的晶粒尺寸粗大,晶粒发育比较完整。     

终烧温度对陶瓷型芯性能的作用

为了阐明终烧温度与陶瓷型芯性能的关系,利用高温抗折试验机和原位观测手段,研究了不同终烧温度下陶瓷型芯性能的变化.结果表明,对于非定向陶瓷型芯而言,随着终烧温度的提高,室温抗折强度保持稳定,在1 150℃条件下陶瓷型芯的高温抗折强度最高,且其变形抗力逐渐提高;而对于定向陶瓷型芯而言,随着终烧温度的提高,室温抗折强度和高温抗折强度均逐渐降低,且其变形抗力变化不大.根据上述实验结果,非定向陶瓷型芯的终烧温度确定为1 150℃,而定向陶瓷型芯的终烧温度确定为1 120℃.     

发泡法制备莫来石轻质耐火材料工艺研究

以黏土、工业氧化铝、石英砂为主要原料,采用发泡法制备莫来石轻质耐火材料,研究了发泡剂的种类、发泡工艺、耐火纤维加入量对莫来石轻质耐火材料性能的影响。结果表明,以十二烷基苯磺酸钠等为发泡剂,其加入量为1％时,试样的容重最轻;加入糊精可以提高试样烧结后的强度,最佳加入量为5％;而搅拌时间为8～11min或发泡温度为50℃时,试样烧结后强度最大。引入硅酸铝耐火纤维对试样的容重和气孔率影响不大,但可明显提高烧结后试样的强度,其加入量以1％为宜。     

原位合成方镁石-铁铝尖晶石材料的烧结工艺及性能研究

以镁砂细粉、Fe粉、Fe2O3粉和α-Al2O3粉为原料,采用原位合成法制备方镁石-铁铝尖晶石材料。不同气氛下烧成试验显示N2气氛是合成铁铝尖晶石的最佳气氛。通过XRD和SEM分析在N2气氛中不同热处理温度制备铁铝尖晶石材料的相组成及其显微结构,研究了烧结温度和铁加入量对试样烧结性能的影响。结果表明,试样在N2气氛中于1450、1500、1550℃下保温3h处理后都能原位合成出方镁石-铁铝尖晶石材料;烧结温度的提高有利于铁铝尖晶石的发育和试样烧结性能的提高;铁加入量为10％时烧结性能最佳。     

添加氧化钙的硅酸锆陶瓷的性能

以硅酸锆和硝酸钙为原料,采用湿磨的方法实现原料的均匀混合,制备了系列的添加氧化钙的硅酸锆陶瓷,利用阿基米德法和X-射线衍射技术对硅酸锆陶瓷的密度、物相变化进行了表征,测试了其显微结构和抗折强度,重点讨论氧化钙添加量和烧成温度对硅酸锆陶瓷的影响.结果表明,1 450℃和1 500℃烧结试样的体积密度随氧化钙添加量改变有较小变化,1 550℃烧结试样密度则随着氧化钙添加量增大而减小,密度最大值可达4.19克/立方厘米;样品的物相由硅酸锆和单斜氧化锆及少量稳定氧化锆组成,主晶相为硅酸锆;硅酸锆陶瓷有较多的气孔,是其致密度小的主要原因,硅酸锆陶瓷的主要断裂方式是沿晶断裂;硅酸锆陶瓷的抗折强度随着烧成温度的升高明显降低,随氧化钙添加量增大而先减小再增大,抗折强度最高可达186.0兆帕.     

烧结温度和成分对Al_2O_3-TiC复合材料力学性能影响

以α-Al2O3粉、TiC粉为原料,采用热压烧结工艺制备了Al2O3-TiC复合材料,系统研究了烧结温度以及成分对Al2O3-TiC复合材料的组织结构和力学性能的影响规律.结果表明:α-Al2O3与TiC间没有发生化学反应,两相间具有很好的化学相容性.TiC的引入有利于提高Al2O3-TiC复合材料的力学性能.1 600℃热压烧结的Al2O3-20%TiC复合材料具有最佳的力学性能,其抗弯强度和断裂韧性分别达到509.45 MPa和5.27 MPa·m1/2,复合材料的断裂方式主要是沿晶断裂,同时伴有穿晶断裂.     

MgO加入量和烧成温度对镁橄榄石材料物相组成和性能的影响

在镁橄榄石细粉中加入不同含量的电熔镁砂,以树酯为结合剂,在不同温度下进行烧成,制备镁橄榄石耐火材料。对烧成制品的物相组成、显气孔率、体积密度和常温耐压强度进行检测,研究不同电熔镁砂含量和烧成温度所制镁橄榄石的物相组成和性能。结果表明,随着镁砂含量的增加,镁橄榄石耐火材料的显气孔率逐渐增大;随着烧成温度的提高,镁橄榄石耐火材料的显气孔率逐步降低,有利于加速其合成。     

以粉煤灰和碎玻璃为主要原料研制泡沫玻璃

对发泡剂种类与掺量、发泡温度和时间、烧结温度和时间以及稳定剂掺量对泡沫玻璃质量的影响进行讨论,并得到制备粉煤灰泡沫玻璃的最佳工艺参数。对比了添加黏土与不添加黏土的粉煤灰泡沫玻璃的性质,分析了黏土对制作粉煤灰泡沫玻璃的影响。结果表明,当主要原料为37%的粉煤灰、58%的碎玻璃和5%的黏土时,添加7.5%的碳酸钠和2.5%的碳粉作为发泡剂,1.5%的磷酸钠作稳定剂,1.5%的硼酸作助熔剂,830℃下发泡60min,930℃下烧结60min,得到的泡沫玻璃质量最好。黏土有增大泡沫玻璃强度的作用。