硫酸钡填充热塑性聚氨酯弹性体的热性能研究

通过Brabender塑性仪熔融挤出硫酸钡（BaSO4）填充的聚醚型聚氨酯弹性体（PO-TPU）、聚酯型聚氨酯弹性体（PE-TPU）复合材料。凝胶渗透色谱（GPC）和热失重分析（TG）研究表明，BaSO4的存在催化了热塑性聚氨酯弹性体（TPU）热降解。相对于纯PO-TPU挤出，PO-TPU／BaSO4的数均相对分子质量M^-a减少了13．4％，重均相对分子质量M^-w减少了32．6％；相对于纯PE-TPU挤出，PE-TPU／BaSO4的M^-n减少了34．5％，M^-w减少了51．6％。在大约320℃之前，BaSO4填充的TPU具有更大的质量损失速率，且对PE-TPU影响尤为明显。相应的力学性能测试表明，TPU／BaSO4复合材料表现出更大的降低幅度。这显示了BaSO4加速了TPU的分解，对分解过程起到了催化促进作用。     

提钒渣对莫来石-碳化硅材料的侵蚀研究

采用粒度分别为5~3、3~1、≤1、≤0.088 mm的M70莫来石,≤0.088 mm的棕刚玉和碳化硅为主要原料,同时加入SiO2微粉和黏土,以纸浆废液为结合剂,按一定比例混合均匀,压制成型后制备了莫来石-碳化硅和莫来石-刚玉两种材质的试样。试样经110℃烘干24 h后,对比检测了两种材料经1450℃5 h处理后的常温物理性能及其在1450℃5 h下的抗提钒渣侵蚀性,并着重分析了侵蚀后莫来石-碳化硅试样的显微结构。结果表明:莫来石-刚玉材料不适合用于钒钛磁铁矿冶炼环境,因提钒渣对莫来石材料侵蚀严重,渗透较深,生成产物复杂,在强烈的侵蚀和渗透作用下,莫来石材料被肢解;而在莫来石材料中加入SiC可以有效提高其抗提钒渣侵蚀的能力。     

富铝尖晶石中刚玉的析晶与固溶

以w(Al2O3) =84.4％的富铝尖晶石和α-Al2O3微粉为原料,制备了纯富铝尖晶石试样和加入10％(w)α-Al2O3微粉的富铝尖晶石-刚玉试样,分别在1300、1500、1600和1650℃保温4h热处理1次,纯富铝尖晶石试样还在1650℃保温4h条件下反复热处理5次,然后进行XRD分析,以研究热处理温度和热处理次数对刚玉在这两种试样中向富铝尖晶石中固溶以及从富铝尖晶石中析出的影响.结果表明:1)在1300、1500和1600 ℃保温4h热处理1次后,纯富铝尖晶石试样中析出的刚玉量(w)分别为5％、15％、10％,而富铝尖晶石-刚玉试样中新析出的刚玉量(w)分别为10％、20％、13％,表明加入α-Al2O3促进了刚玉的析出;但在1650℃保温4h热处理1次后,纯富铝尖晶石试样没有析出刚玉,而富铝尖晶石-刚玉试样不但没有析出刚玉,而且具有较强的固溶刚玉的潜能.2)纯富铝尖晶石试样在1650℃热处理5次后析出的刚玉量约为10％(w).3)刚玉固溶入富铝尖晶石中会阻碍富铝尖晶石材料的烧结.     

定向拉伸对PTFE/BaSO4复合材料性能和结构的影响

采用冷压和自由烧结工艺制备硫酸钡（BaSO4）填充聚四氟乙烯（PTFE）密封材料,并对其进行了拉伸处理。研究了不同拉伸倍率对PTFE/BaSO4复合材料的密度、压缩回复率的影响,并通过高温差示热分析仪和X射线衍射仪分析了拉伸处理对PTFE/BaSO4复合材料熔融结晶行为以及PTFE晶态结构的影响。结果表明,随着拉伸倍率的增加,PTFE/BaSO4复合材料的压缩率大幅提高,回复率降低,总体弹性回复率提高。拉伸处理对PTFE/BaSO4复合材料熔融结晶行为的影响不大,并且PTFE的晶型不变,随着拉伸倍率的增加,结晶度呈现先减小后增大的趋势。     

低硅铝锆碳滑板的性能研究

针对传统的以锆莫来石为原料的铝锆碳滑板中SiO2含量较多,在浇铸钙处理钢时侵蚀严重的问题,用部分稳定ZrO2(PSZ)代替锆莫来石原料,加入板状刚玉、活性α-Al2O3、炭黑、Si粉、B4C粉和热固性酚醛树脂,分别在1300℃、1400℃、1500℃烧后制成了低硅铝锆碳滑板,并测定了试样的抗渣性、热膨胀系数、膨胀率和热震后强度损失率。结果表明:低硅铝锆碳滑板的烧成温度以1300~1400℃为宜,在此温度下烧成的试样性能优良,其抗热震性和抗渣性均优于以锆莫来石为原料的传统铝锆碳滑板。     

PET/BaSO4共混材料非等温结晶动力学的研究

通过熔融共混方法,将经不同表面处理的BaSO4添加到聚对苯二甲酸乙二醇酯中,制备出了3种PET/BaSO4共混材料。采用SEM对BaSO4在PET基体中的分散状态进行了观察,并用Jeziorny、Ozawa和Mo方法对添加有不同表面改性的PET/BaSO4共混材料以及纯PET进行了非等温结晶动力学分析。分析结果表明,添加BaSO4后,PET的结晶速率大大提高,尤其是经无机硅铝包覆的BaSO4,促进PET结晶的效果更好。Ozawa方法在分析PET/BaSO4共混材料的非等温结晶时偏差较大;而Jeziorny方法虽然也有一定的偏差,但能很好地分析主结晶过程;Mo方法能很好地分析非等温结晶过程。     

烧成制度和结合剂对刚玉-莫来石窑具性能的影响

以板状刚玉(粒度为3～1mm和≤1mm)、莫来石(粒度≤1mm)和αAl2O3微粉为原料,分别加入一定量的高岭土和硅胶-铝胶(其中Al、Si的物质的量比为3)作为结合剂,在燃油倒焰窑中经不同的烧成制度(分别加热至1000℃、1150℃、1200℃、1300℃和1500℃保温1h后,继续升温至1700℃烧成)烧制成刚玉-莫来石窑具材料,并对比研究了这两种结合剂在上述保温温度下处理1h后的相变化及其对刚玉-莫来石材料强度和抗热震性的影响。结果表明:硅胶-铝胶结合剂中莫来石的显著形成温度约为1150℃,远低于高岭土的1500℃;在相同的烧成制度下,以硅胶-铝胶为结合剂的刚玉-莫来石试样的常温抗折强度比以高岭土为结合剂的低,而其抗热震性优于以高岭土为结合剂的。     

原位莫来石-堇青石复合物的物理机械性能、耐火性能和显微结构

原位莫来石-堇青石复合物是由高岭石、滑石和氧化铝,在堇青石含量为5%￣35%范围内,于1300℃、1400℃和1500℃烧成并保温3h制成。XRD和SEM结果显示莫来石-堇青石复合物在1400℃完全形成。在1500℃所有堇青石转变为莫来石和玻璃相,导致突然致密,在堇青石为20%时达最佳致密。25%￣35%堇青石试样不能显示良好致密,尽管从堇青石分解中形成了大量熔融物。然而由于莫来石颗粒分布均匀和压实的显微结构,在这些试样中可以获得最高的常温耐压强度。在所有烧成温度下所有试样都显示了抗热震性好,而在1500℃烧成的试样显示由于形成了高耐火莫来石相,故荷重软化温度最高。     

中频炉内衬耐火材料抗硅铁渣侵蚀性能研究

为探究中频炉内衬耐火材料抗硅铁渣的侵蚀情况,以板状刚玉、电熔白刚玉、铝铬渣为主要原料,纯铝酸钙水泥(secar 71)和磷酸溶液为结合剂,于1500℃烧成并保温3 h分别制得板状刚玉试样、电熔白刚玉试样、铝铬渣试样三种试样,研究三种试样作为中频炉内衬砖使用时其抗硅铁渣侵蚀性能.通过XRD、SEM和EDS等仪器对试样的相组成和显微结构进行分析,研究结果表明:板状刚玉试样致密度和强度最优,抗侵蚀性能也较为优良,熔渣侵蚀指数为18.6％;电熔白刚玉试样致密度和强度较好,熔渣侵蚀指数为0％,抗熔渣侵蚀能力最优;铝铬渣试样致密度和强度最低,熔渣侵蚀指数为46.3％,抗熔渣侵蚀性能最差.     

刚玉-莫来石-锌铝尖晶石复相材料的合成与烧结

热力学计算表明:在Al2O3SiO2ZnO三元体系中,硅酸锌(Zn2SiO4)和锌铝尖晶石(ZnAl2O4)生成Gibbs自由能在温度为1326.85℃以下是负值,莫来石(3Al2O3·2SiO2)的Gibbs生成自由能在温度为426.85℃以上是负值。系统中Al2O3富存的条件下,Al2O3可与Zn2SiO4反应生成锌铝尖晶石。以ZnO,SiO2,Al(OH)3为原料,通过固相反应合成刚玉莫来石锌铝尖晶石复相材料。研究烧结温度和气氛对刚玉莫来石锌铝尖晶石复相材料的合成与烧结性能的影响。用X射线衍射分析复相材料中的物相成分。用扫描电子显微镜观察复相材料的显微结构。结果发现:Al2O3SiO2ZnO三元体系在所选择的配料点,1300℃及1600℃时均能生成刚玉、莫来石、锌铝尖晶石3种物相,不会出现低熔点的硅酸盐相,这明显区别于Al2O3MgOSiO2三元体系,该体系在1500℃左右会出现低熔点相。试样在900℃烧成后出现锌铝尖晶石相。随着温度升高,试样的致密化过程加快,部分抵消了1300℃左右莫来石形成所产生的体积膨胀。当烧结温度高于1300℃时,试样的致密化过程大大加快。还原性气氛不利于刚玉莫来石锌铝尖晶石复相材料的合成与烧结。     

电磁场下熔渣和熔钢对镁铝尖晶石质耐火材料的侵蚀和渗透行为

为了研究电磁场作用下熔钢和熔渣对镁铝尖晶石质耐火材料的侵蚀和渗透行为,采用MgO和Al_2O_3含量(w)分别为84.40%和12.77%的镁铝砖,配制碱度为4的碱性渣,选用GCr15Si Mo钢,利用具有电磁场、真空、惰性气氛等多因素的抗渣炉,在1 600℃下进行侵蚀试验,测量试验后试样的侵蚀和渗透深度,并利用SEM、EDS、XRD对试验后试样进行表征。结果表明:电磁场作用下,熔渣和熔钢在1 600℃侵蚀1 h后,对镁铝尖晶石质耐火材料的侵蚀和渗透并不明显。因此,可以选择镁铝尖晶石质耐火材料来抵抗电磁场下熔渣和熔钢的侵蚀。     

Mn对含炭耐火材料抗渣侵蚀性的影响

以烧结板状刚玉、锆莫来石、天然鳞片状石墨为主原料 ,酚醛树脂为结合剂 ,Al、Si、B4C、Mn粉为添加剂 ,经 1 4 50℃埋炭烧成后 ,制成铝炭和铝锆炭系列试样 ,并对各试样的抗渣侵蚀性能进行了对比研究。结果表明 :在铝锆炭材料中 ,当Mn与Al、Si复合加入且Mn与C的质量比为 1∶4时 ,试样的抗侵蚀性和渗透性均较好 ;在铝炭材料中 ,当Mn与Al、Si、B4C复合加入且Mn与C的质量比为 1∶4时 ,试样的抗渗透性较好     

硅/碳化硅材料用作电解铝热电偶保护管的可行性研究

本文研究了900℃碳化硅材料在气／冰晶石／铝液三相区介质的抗蚀情况。用扫描电镜和X衍射仪观察分析了试样在熔液区的界面形貌与物相组成。研究结果表明：碳化硅材料除在电解质／空气界面有较明显的侵蚀外。在熔融的冰晶石与铝液的混合介质中表现出良好的抗腐蚀能力,用作电解铝热电偶保护管有较好的应用前景。     

发泡法-溶胶凝胶成型工艺制备莫来石晶须

为了获得长度较长、长径比大的莫来石晶须,以w(Al_2O_3)98%、d_(50)=3μm的α-Al_2O_3微粉为铝源,w(SiO_2)95%、d_(50)=2μm的熔融石英和工业级硅溶胶为硅源,工业级Al F_3·3H_2O为助剂,PAA为发泡剂,采用发泡法-溶胶凝胶成型工艺制备莫来石晶须,研究了Al F_3·3H_2O添加量(w)分别为2.5%、5%、7.5%、10%和15%以及热处理温度分别为1 200、1 300、1 400、1 500和1 600℃时对试样莫来石化及生成晶须形貌的影响,并用XRD、SEM对热处理后试样的物相组成及显微结构进行了分析。结果表明:1)制备莫来石晶须的最佳工艺条件是Al F_3·3H_2O添加量为7.5%(w),热处理条件为1 500℃保温6 h;2)生成的莫来石晶须长度可达360μm,直径3~9μm,长径比40~120;3)莫来石晶须的生长机制遵循气-固(VS)机制。     

稻壳灰为硅源固相烧结法合成莫来石

通过固相烧结的方法,用无机铝盐和稻壳灰按莫来石的理论配比3Al2O3-2SiO2配制并较低温合成的莫来石。实验分别讨论了不同铝盐、合成温度和保温时间的条件下合成结果,通过XRD表征并分析,得出以硫酸铝和500℃稻壳灰为原料,在1300℃下保温4 h合成的莫来石纯度和峰强度均相对较高,达到了莫来石一般应用的要求。     

基于高岭土制备轻量微孔莫来石骨料结构与性能研究

以高岭土细粉和α-Al2O3微粉为主要原料,采用原位分解法制备轻量微孔莫来石骨料,研究了铝硅摩尔比及热处理温度对轻量微孔莫来石骨料结构与性能的影响.结果表明:经过1400～1600℃热处理后,富铝莫来石试样中除主要物相莫来石相外,还残余一定量刚玉相,接近理论莫来石组成试样及富硅试样均仅检测到莫来石相;所制备的轻量骨料孔径分布主要集中于0.1 ～4 μm范围,均具有微孔结构;随着热处理温度的升高,骨料的体积密度上升,显气孔率下降,耐压强度上升;经1500℃热处理后,富铝试样体积密度为2.49 g/cm3、显气孔率为25.6％、耐压强度为146 MPa;接近理论莫来石组成试样及富硅试样体积密度均小于1.95 g/cm3、显气孔率大于38.0％,1000℃时导热系数均小于0.77 W/(m·K).     

ZrO_2-Al_2O_3-SiO_2系的转熔反应

在研究各种熔铸ZAS耐火材料显微结构时发现,有些样品中的莫来石是借转熔反应生成的。这种现象显然是同 或G.Cevales 的ZrO-Al_2O_3-SiO_2系相图不一致。为了验证转熔反应,就两相图的三元不变点区域选取6个组成点配料,熔融后在缓冷和忽冷条件下鉴定其显微结构。发现 和Cevales 不变点组成的试样在缓冷时发生转熔反应。取含有刚玉共析体(C Z)和玻璃相的试样于1650℃、2h热处理,(C Z)同液相进行转熔反应而生成大量莫来石。复又熔融并急冷,莫来石全部分解,又还原成(C Z)共析体和玻璃相的相组合。     

PET/纳米硫酸钡复合材料性能研究

通过熔融共混法制备聚对苯二甲酸乙二酯(PET)/纳米BaSO4复合材料,研究了纳米BaSO4对PET结晶行为、力学性能及热性能的影响。结果表明,纳米BaSO4在PET基体中起到了成核剂的作用,明显提高了基体树脂的结晶温度和结晶速率,并使材料的DSC曲线发生了显著变化;纳米BaSO4对PET有明显的增强作用,当其质量分数为2%时,PET/纳米BaSO4复合材料的力学性能最优,对比纯PET试样,其拉伸强度和弯曲强度分别提高了16%和18.6%,拉伸弹性模量和弯曲弹性模量分别提高了32%和14%,缺口冲击强度稍有下降;纳米BaSO4也可提高PET的热变形温度。     

酸性铬铁渣对耐火材料侵蚀的试验研究

为了研究冶炼铬铁的竖炉炉缸用耐火材料受酸性渣侵蚀情况,利用化学试剂CaO、MgO、SiO2、Al2O3和铬铁矿配制了不同碱度(分别为0.31、0.45和0.55)的酸性铬铁渣,采用静态坩埚法,分别在1500℃、1550℃、1580℃保温3h条件下,对高铝质、莫来石质、铝碳质、铝碳化硅质、刚玉-莫来石质、刚玉质和棕刚玉-碳化硅质等耐火材料进行侵蚀试验,比较了不同耐火材料被侵蚀和渗透的程度。试验结果表明:随着铬铁渣碱度和温度的增加,耐火材料的侵蚀量都有所增加;铬铁渣对铝碳砖的侵蚀和渗透程度均很轻,对莫来石砖和棕刚玉-碳化硅砖的较轻;而对刚玉、刚玉-莫来石砖渗透程度很严重,但侵蚀很轻;对高铝砖和铝-碳化硅砖侵蚀程度严重。     

锆英石添加剂对低水泥、超低水泥结合的氧化铝和矾土浇注料的影响

由煅烧中国矾土和纯氧化铝骨料制备了两个系列的低水泥、超低水泥结合的氧化铝质浇注料。两个系列均含有90％骨料和10％高铝水泥（HAC）,再用2％、4％、6％、8％的锆英石取代高铝水泥,来获取基质中含有原位合成莫来石一氧化锆的浇注料,以改善浇注料的显微结构、物理-力学性能和耐火性能。用致密化参数（体积密度和显气孔率）、常温耐压强度、XRD和SEM、抗热震性（TSR）表征试样,以研究锆英石添加剂对浇注料成分和性能的影响。总之,试验结果表明,矾土骨料含有的杂质有助于液相烧结,因而含矾土骨料的浇注料呈现出致密化程度高和力学性能好的特征。由于氧化铝纯度高,不能形成液相,因而含纯氧化铝的浇注料呈现出优良的耐火性能。刚玉、莫来石、氧化锆等耐火相的出现,并且这些相与其它相形成互锁结构及膨胀反应填充了气孔,进而改善了浇注料的物理-力学性能和耐火性能。