热风炉长寿与低蠕变Al2O3-SiO2系耐火材料的探究

回顾了中国热风炉用低蠕变Al2O3-SiO2系耐火材料研发的历程。通过对比矾土基低蠕变Al2O3-SiO2系耐火材料与莫来石基低蠕变Al2O3-SiO2系耐火材料的实际使用结果认为,要实现热风炉长寿命,对于热风炉用耐火材料而言,除了要求其具有优异的抗蠕变性能外,还应具有优良的抗热震性、抗CO和碱蒸气侵蚀等综合性能。针对中国资源综合利用的现状和可持续发展战略要求,建议使用红柱石或莫来石基原料制备Al2O3-SiO2系低蠕变系列耐火材料;即通过对原料进行分级,实现天然Al2O3-SiO2系原料(主要是红柱石)和人工合成Al2O3-SiO2系原料资源的综合利用,优化材料的矿物组成,制备以莫来石为主晶相结构,Al2O3质量分数低于75%的莫来石基低蠕变系列制品,并结合性价比进行优化配置,真正实现热风炉的长寿化,应该是今后长寿型热风炉用Al2O3-SiO2系耐火材料研发的重点。     

Al2O3-SiO2系低蠕变耐火材料的研究现状和进展

对典型蠕变曲线的特征,蠕变理论以及影响耐火材料蠕变变形的因素等作了综述.根据Al2O3-SiO2系耐火材料蠕变性能研究的现状和进展,分析指出,在Al2O3-SiO2系耐火材料中,高铝(Al2O3≥70%)低蠕变制品的生产技术目前是比较成热的,而对于低铝(Al2O3≤50%)低蠕变制品的研制和生产,还需要采取一定的技术措施.     

Al2O3-3Al2O3·2SiO2-ZrO2耐火材料的相组成

Al2O3-SiO2-ZrO2系耐火材料应用范围广,特别被用作陶瓷辊,具有力学强度高、抗热震性能优良、耐碱类化合物侵蚀和高温蠕变率低的特性。Al2O3-SiO2-ZrO2系耐火材料性能很大程度上取决于其结晶相和玻璃相的总量和化学成分,采用定量XRPD和XRF研究了原料中Al2O3/SiO2比和氧化铝颗粒尺寸分布对结晶相和玻璃相的总量及其化学成分的影响。耐火材料由莫来石、刚玉、ZrO2的多晶体和总量各异的玻璃相组成。莫来石含量及其晶胞参数和成分随烧成温度改变,但主要受原料中Al2O3/SiO2比的影响。     

Al2TiO5-SiO2-Al2O3复合材料的研究

以Al2TiO5微细粉、SiO2-Al2O3微细粉为原料,外加6%(质量分数,下同)PVA结合剂,100 MPa压力成型,1400 ℃保温1 h烧成,制备出低热膨胀系数,抗热震性能优于SiO2-Al2O3材料的Al2TiO5-SiO2-Al2O3复合材料.对复合材料的性能测定分析,研究不同的Al2TiO5含量、烧结温度等对Al2TiO5-SiO2-Al2O3复合材料性能的影响,获得了制备性能优良的Al2TiO5-SiO2-Al2O3复合材料的最佳工艺参数.     

Al2O3-SiO2-TiO2复合陶瓷膜的研制

本文用Sol-Gel法制备了掺杂TiO2、SiO2改性的γ-Al2O3膜,Al2O3-SiO2-TiO2混合溶胶的比例为:Al:Si:Ti=1:4:1(mol比),加入硝酸调节其pH值位1.2-2.5,可得到稳定的Al2O3-SiO2-TiO2溶胶。通过XRD分析,膜的相组成为非晶态SiO2、γ-Al2O3和Al4Ti2SiO12及TiO2,SEM分析膜主要特征为层状表面结构,平铺在支撑体上。研究发现添加剂、pH值、膜与基体之间的应力作用、浸渍时间、热处理过程对膜的形成的影响甚大。     

氮化硼系复合材料在耐火材料上的应用--Al2O3-C-BN-AlON和Al2O3-C-BN-SiC系复合耐火材料

介绍了Al2O3-C-BN-AlON和Al2O3-C-BN-SiC系复合耐火材料的合成方法，比较和评价了这两种复合耐火材料的性能，指出了Al2O3-C-BN-SiC系复合耐火材料作为精炼和连铸用耐火材料，可望大幅度提高使用寿命。     

TiO2复合氧化物的制备及其加氢脱硫应用进展

对TiO2及TiO2-Al2O3、TiO2-SiO2和TiO2-ZrO2载体的制备技术及其在加氢脱硫中的应用做了综述。众多研究者的研究表明，以TiO2调变的Al2O3、SiO2、ZrO2载体能影响MoO3与Al2O3、MoO3与SiO2及MoO3与ZrO2之间的相互作用，改善MoO3，在载体表面的分散，促进其还原，有利于提高催化剂表面活性组分的数量，提高催化剂的HDS活性。     

炉渣组分对CaO-Al2O3-SiO2-TiO2-MgO-Na2O渣系粘度的影响

针对高碱度高氧化铝含氧化钠的CaO-Al2O3-SiO2-TiO2-MgO-Na2O六元渣系,采用有限制的混料均匀设计方法设计实验,在1773 K温度熔融还原条件下测定了该渣系的粘度. 利用偏最小二乘法回归分析,建立了炉渣组分与粘度的回归方程,利用回归方程分析了炉渣碱度[w(CaO)/w(SiO2)], MgO, TiO2, Al2O3及Na2O对炉渣粘度的影响. 结果表明,回归方程拟合的关联系数RC2为0.9945,方程可很好地预测该渣系的粘度. 在实验范围内,炉渣粘度随碱度的增加而增加. 碱度一定时,炉渣粘度随MgO, Al2O3, Na2O含量的增加而逐渐降低,随着TiO2的增加先降低后增加. 当炉渣碱度小于3.1、MgO质量含量大于4%、Al2O3大于20%、TiO2在3.1%~6.1%、Na2O大于0.75%时,1773 K温度下炉渣粘度均小于2 Pa×s,此时渣系粘度完全满足实际冶炼要求.     

稀土掺杂Al2TiO5-TiO2-SiO2多相泡沫陶瓷的制备与性能

用有机先驱体浸渍法制备了CeO2和Er2O3等稀土掺杂的Al2TiO5-TiO2-SiO2多相泡沫陶瓷.研究了CeO2和Er2O3等稀土掺杂对Al2TiO5-TiO2-SiO2多相泡沫陶瓷力学性能的影响.结果表明:CeO2和Er2O3掺杂可以显著增强Al2TiO5-TiO2-SiO2多相泡沫陶瓷的抗弯强度,在1 250℃,以质量分数为0.5?O2 0.5%Er2O3掺杂,陶瓷样品的抗弯强度最佳,达到177.4MPa;在50～1 000 ℃,热膨胀系数为5.2×10-6/℃,显气孔率超过76%.     

Al_2O_3含量及热处理温度对Al_2O_3-SiO_2系浇注料抗铝液侵蚀性的影响

采用坩埚法和浸泡法研究了不同Al2O3含量(质量分数分别为80%~85%、65%~70%、40%~45%、25%~30%)及不同温度(分别为110、800、1100和1 400℃)热处理后的Al2O3-SiO2系浇注料的抗铝液侵蚀性,借助电镜和能谱分析研究了被850℃铝液侵蚀后试样的显微结构。结果表明:(1)随着Al2O3含量的增加,Al2O3-SiO2系浇注料的抗铝液侵蚀性增强;(2)在1 100℃热处理后,浇注料的抗铝液侵蚀性最差;(3)铝液渗入浇注料内部后,铝液中的Al和Mg与浇注料中的石英和莫来石相发生反应,将SiO2还原成Si,Al和Mg则氧化成Al2O3和MgO,MgO进而与Al2O3反应生成尖晶石,破坏试样的结构;(4)对于Al2O3含量较高的Al2O3-SiO2浇注料,尖晶石富集层较致密,可阻止铝液继续向浇注料内部渗透。     

矿化剂对Al2O3-SiO2质陶瓷辊棒性能的影响

研究了含MgO的单一型矿化剂及含MgO和TiO2 的复合型矿化剂对Al2 O3-SiO2 质陶瓷辊棒性能的影响。结果表明 :基质中Al2 O3与SiO2 的质量比 (Al2 O3/SiO2 )为 2 .33时 ,引入 0 .6 %的复合型矿化剂可促进莫来石的发育和基质的烧结 ,明显改善了陶瓷辊棒的抗热震性和机械强度。     

纳米氧化钛氧化硅复合光催化剂的制备及表征

以硅酸钠、硫酸钛为原料，添加乙二醇单甲醚，采用沸腾回流水解法，制备出二氧化钛-二氧化硅复合光催化剂。讨论了二氧化钛-二氧化硅复合光催化剂的最佳制备条件，并用XRD、XPS、TEM、BET等手段对样品进行了表征。结果表明，所制备的二氧化钛-二氧化硅复合光催化剂，由锐钛矿型二氧化钛和无定型二氧化硅组成，粒径在10nm左右。     

添加剂对BaTiO_3基PTC陶瓷性能的影响

本文研究了Ｎｂ_２Ｏ_５、 Ｙ（ＮＯ_３）_３、 ＴｉＯ_２、及 Ａｌ_２Ｏ_３、 ＳｉＯ_２对 ＢａＴｉＯ_３半导体陶瓷性能的影响。结果表明室温电阻率的波动随不同施主掺杂物量的改变而不同。Ｙ（ＮＯ_３）_３在较宽范围内变化时,试样的室温电阻率能保持较好的稳定性。同时对ＴｉＯ_２及Ａｌ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２都能提高ＰＴＣ效应的机理进行了解释。     

Al_2O_3/TiO_2纳米抗菌剂的制备及性能

以TiC l4、A l2(SO4)3为原料,控制n(A l2O3)/n(TiO2)=0.2,采用液相共沉淀法制备了A l2O3/TiO2纳米抗菌剂,并用DSC-TG、XRD、UV-vis等手段研究了A l2O3复合对TiO2抗菌性能的影响。结果表明,复合A l2O3后,TiO2纳米抗菌剂经900℃煅烧后完全是锐钛矿结构;950~1 050℃为良好的混晶结构,其中,经950℃煅烧后,混晶结构中锐钛矿相质量分数约占77%,平均粒径约20 nm,可见光吸收带边红移显著,光吸收阈值由纯TiO2的380 nm红移至430 nm左右,抗菌性能好,在荧光灯下对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌圈直径达15mm左右。     

合成苹果酯-B的催化剂研究进展

综述了硫酸铝,无水AlCl3、FeCl3、CuCl2、ZnCl2,固体超强酸SO2-4/ZrO2、SO2-4/TiO2、SO2-4/TiO2 La2O3、SO2-4/TiO2 MoO3、SO2-4/TiO2 WO3,固载杂多酸,H3PW12O40/PAn,TiSiW12O40/TiO2,HY型分子筛以及高分子复合催化剂FeCl3 AlCl3 UR等十余种不同催化剂催化合成苹果酯 B的实验结果。结果表明:硫酸铝,固体超强酸SO2-4/TiO2 La2O3、SO2-4/TiO2 WO3,活性炭固载的杂多酸(HPA/C)和高分子复合催化剂FeCl3 AlCl3 UR五种催化剂对苹果酯 B的收率较高,具有实际应用价值。     

碳酸二甲酯与苯酚酯交换合成碳酸二苯酯研究

选择Lewis酸催化剂、分子筛催化剂、有机钛和锡化合物催化剂和不同负载型金属氧化物催化剂用于碳酸二甲酯(DMC)与苯酚酯交换合成碳酸二苯酯(DPC)的过程。试验结果表明,：MoO3/SiO2和TiO2／SiO2催化剂对该反应具有相对较好的催化活性和选择性。以MoO3／SiO2为催化剂,DMC转化率和DPC选择性分别为24.3％和37.6％;以TiO2／SiO2,为催化剂,DMC转化率和DPC选择性分别为13.7％和20.0％。在该酯交换反应中,SiO2与Al2O3和MgO相比,是一种良好的催化剂载体。     

Al2O3-SiC-C耐火材料抗CaO-SiO2-K2O渣侵蚀性能研究

研究了Al2O3-SiC-C耐火材料的抗CaO-SiO2-K2O渣侵蚀性能,以及添加Cr2O3对Al2O3-SiC-C材料抗渣侵蚀性能的影响.研究结果表明CaO-SiO2-K2O熔渣对Al2O3-SiC-C材料具有明显的侵蚀作用;在Al2O3-SiC-C材料中添加适量的Cr2O3可以有效地抑制CaO-SiO2-K2O熔渣向耐火材料内部的渗透,降低耐火材料的侵蚀速度.     

S2O2－8/Fe2O3-ZrO2-SiO2固体酸催化剂合成马来酸二己酯

在铁锆氧化物中引入硅的氧化物，并用S₂O^2－₈浸渍铁锆硅复合氧化物，制得较S₂O^2－₈/Fe₂O₃-ZrO₂（PSFZ）和SO^2－₄/Fe₂O₃-ZrO₂-SiO₂（SFZS）催化活性更强的固体酸催化剂S₂O^2－₈/Fe₂O₃-ZrO₂-SiO₂（PSFZS），研究获得最佳制备条件。用马来酸酐与正己醇的酯化反应考察了催化剂活性。XRD和TEM结果表明，制备的催化剂S₂O^2－₈对铁锆硅复合氧化物的促进作用明显好于SO^2－₄；SiO₂ 和Fe₂O₃的引入使催化剂呈现多孔结构，分散性好，其稳定性增加，催化活性提高；用该催化剂代替硫酸和对甲苯磺酸用于催化马来酸酐和正己醇的酯化反应，可得无色透明的酯化产物，3 h内酯化率达97.9%，分别比PSFZ和PSFZS催化剂提高约10%20%。     

纳米V_2O_5/TiO_2-SiO_2复合材料的抗菌性能

以高比表面多孔纳米TiO2-SiO2为载体,用浸渍法制备纳米V2O5/TiO2-SiO2复合材料,考察了其抗菌性能,采用TEM、FTIR、XPS、XRD等手段对产物进行了表征。结果表明,复合材料不需紫外光照射即具有较强的抗菌性能,对大肠杆菌和金黄葡萄球菌产生透明抑菌圈,直径达11~13 mm。复合材料中V以V5+和V4+形式存在,部分V5+已进入TiO2晶格取代Ti4+,发生了氧化还原反应,产生了电子转移,形成了新键;O1s电子结合能和Ti2p结合能增大;掺杂促进TiO2-SiO2从锐钛型向金红石相转化,抑制粒径的长大,使复合材料活性提高。