粉煤灰、页岩石添加对锰渣烧结性能的影响

锰渣含有大量有害物质而污染环境。以锰渣为原料,添加适当粉煤灰和页岩石,在1020~1080℃下烧结而研究其烧结特性。实验表明,锰渣主要由石英(SiO_2)和生石膏(CaSO_4·2H_2O)组成。随温度升高,样品的烧损增大,吸水率、气孔率降低,密度、抗折强度增大,这与超过1060℃时熔融液相的出现有关。与普通烧结砖相比,本样品具有更高吸水率、气孔率和更低密度。在1060~1080℃烧成A3、A4、A7样品的强度(24.3~33.9 MPa)与普通烧结砖的强度(30.3 MPa)相近,可制作建筑用轻质透水砖。     

电解锰渣－废玻璃低温烧结制备陶瓷砖的研究

以电解锰渣和废玻璃为主要原料,采用低温烧结法制备陶瓷砖,探讨了烧结温度、电解锰渣及废玻璃的含量对陶瓷砖基本性能的影响。结果表明,随着烧结温度的升高,陶瓷砖吸水率先减小后增大,体积密度先增大后减小;随着锰渣含量的增加,陶瓷砖的吸水率逐渐增大,体积密度逐渐减小;随着玻璃含量的增加,陶瓷砖的吸水率逐渐减小,体积密度逐渐增大。40 g陶 瓷原料,当锰渣的添加量为32%（质量分数）、玻璃的添加量为10 g、烧结温度为900 ℃时,得到的陶瓷砖的吸水率最低、体积密度最大。     

锰渣制多孔材料的制备及其对含汞废水的初步处理

以电解锰渣为原料,采用预处理-混料-陈化-成型-焙烧的方法制多孔材料,并用其对含汞废水进行初步处理的研究。多孔材料制备过程中考察烧结温度、保温时间和造孔剂含量对锰渣多孔材料气孔率、吸水率和体积密度的影响。试验结果表明,制取锰渣多孔材料的最佳条件为:烧结温度为1020℃,保温时间60 min,造孔剂碳粉含量为20%。用该锰渣多孔材料对模拟含汞废水中Hg2+进行吸附,同时对锰渣多孔材料的造孔剂进行了筛选,结果表明选用碳粉做造孔剂为最佳,Hg2+去除率达到56.5%。     

锰渣对烧结陶瓷制品物理性能的影响

以锰矿渣、陶土为主要原料,通过经混合、成型、干燥和烧成等工艺制得锰渣陶土烧结陶瓷制品,实验通过测定不同的锰矿渣含量、烧结温度和气体介质,对样品的收缩率、吸水率、弯曲强度进行了分析,实验数据表明:锰渣粉含量20%、烧结温度850℃、在氮气氛围中烧结,产品收缩率、吸水率、弯曲强度达到最佳效果,试验样品具有耐高温、高弯曲强度、抗腐蚀性等一系列优良性能。     

石英陶瓷烧结过程中氮化硅的影响

本文研究了氮化硅加入物对石英陶瓷性能的影响。结果表明,氮化硅有助于石英陶瓷的烧结,而对烧结温度无影响。烧成在1150℃~1200℃温度范围内,石英陶瓷的强度、体积密度随氮化硅的添加量增大和烧结温度提高而增大,而石英陶瓷的显气孔率随氮化硅添加量的增大和烧结温度的升高而减小。     

烧结温度对气压烧结氮化硅铁显微结构及性能的影响

以微米级氮化硅铁为原料、Al_2O_3–Y_2O_3为烧结助剂,采用气压烧结制备氮化硅铁复相陶瓷。通过X射线衍射和扫描电子显微镜对试样的物相组成和显微结构进行了表征,研究了烧结温度对氮化硅铁复相陶瓷成分、显微结构和力学性能的影响。结果表明:烧结温度对于氮化硅铁陶瓷的显微结构和力学性能具有显著影响。随着烧结温度的升高,样品致密度、抗弯强度、断裂韧性先增大后降低,在1 770℃时均达到最大值,密度、抗弯强度和断裂韧性分别达到3.31 g/cm~3、435 MPa和6.97 MPa?m~(1/2)。在1 770℃以下时,陶瓷样品中主晶相为长柱状的β-Si3N4,晶粒彼此间结合紧密,陶瓷气孔率较低。温度继续升高,含铁相和氮化硅发生反应,气孔率增大,抗弯强度和断裂韧性开始下降。如果进一步提高硅铁的氮化率,采用游离硅低、铁含量低及纯度较高的氮化硅铁粉末制备氮化硅铁陶瓷,材料的性能有望得到进一步的提高。     

烧结助剂对堇青石-莫来石复相陶瓷的致密化和烧结特性的影响（英文）

以高岭土、滑石、工业氧化铝为原料,加入不同含量的B_2O_3、Nd_2O_3、Y_2O_3烧结助剂,通过原位反应烧结法合成了堇青石-莫来石复相陶瓷,研究了烧结助剂对其致密度和烧结特性的影响。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)表征试样的晶相组成和微观结构。利用FactSage 6.0软件对系统的相组成和液含率进行了模拟对比分析。结果表明:B_2O_3具有最好的助烧结性。添加2.0%B_2O_3的复相陶瓷样品的烧结温度降低,致密度和机械强度提高,其经1 420℃烧成后吸水率和抗折强度分别为0.03%和116.70 MPa。经XRD分析和FactSage模拟证实,由于B_2O_3的液相烧结作用,物质间的固相扩散转变为液相扩散,促进了样品中四方堇青石的生成(未添加B_2O_3样品相组成为六方堇青石)。SEM和EDS结果表明,2.0%B_2O_3促进了晶体的生长与发育,四方柱状或块状堇青石与针棒状莫来石相互交织穿插排列,赋予样品较高的致密度和强度。     

纳米MgO添加量对Al_2O_3-ZrO_2材料烧结性能的影响

为了改善Al_2O_3-ZrO_2材料的烧结性能和力学性能,在Al_2O_3-ZrO_2材料配料中添加不同量(质量分数分别为0、0. 25%、0. 5%、0. 75%、1%和1. 25%)的纳米MgO,经成型、干燥、1 550℃保温3 h烧后,检测试样的烧后线变化率以及烧后试样的体积密度、显气孔率、吸水率、常温耐压强度、常温抗折强度和高温抗折强度,并进行XRD和SEM分析。结果表明:1)添加纳米MgO可促进Al_2O_3-ZrO_2材料的烧结致密化,并改善其力学性能。当纳米MgO添加量为1%(w)时,Al_2O_3-ZrO_2材料的综合性能较佳,试样的体积密度、显气孔率、吸水率和线收缩率分别为3. 34 g·cm-3、18. 7%、5. 9%和7. 6%,常温耐压强度、常温抗折强度和高温抗折强度分别为251、81. 0和24. 0 MPa。2)纳米MgO对Al_2O_3-ZrO_2材料烧结致密化和力学性能的提高归因于MgO和ZrO_2形成有限固溶体时于ZrO_2晶体中引入的缺陷促进了Zr~(4+)的扩散速率,以及亚稳态t-ZrO2发生应力诱导相变时对基体材料产生的强化作用。     

镁砂颗粒加入量对高纯铝镁浇注料性能的影响

为了降低刚玉-尖晶石浇注料的原料成本,以粒度8~5 mm的烧结镁砂等量取代刚玉浇注料中8~5 mm的板状刚玉,取代量(w)分别为0、10%、15%、20%、30%,经配料、混练、成型、干燥后,分别在1 000和1 500℃保温3 h热处理,检测干燥及热处理后试样的致密度、常温强度,热处理后试样的线变化率,干燥后试样的高温抗折强度和抗渣性能,并按最佳配方生产钢包座砖预制块进行了现场应用试验。结果表明:1)随着镁砂颗粒加入量的增加,烘干后试样的体积密度减小,显气孔率略有增大,强度变化不大且没有明显的规律;1 000和1 500℃保温3 h热处理后线变化率增大,体积密度减小,显气孔率增大,强度下降,高温抗折强度减小;抗渣侵蚀性和抗渣渗透性变差,但在镁砂颗粒加入量为10%(w)时并未明显下降。2)镁砂颗粒加入量为10%(w)的浇注料在工业应用试验中取得较满意的效果,并且每吨浇注料的原料成本下降约300元。     

烧结镁砂添加量对Al_2O_3-SiC-C砖性能的影响

为了提高铁水包用Al_2O_3-SiC-C砖的性能,在以高铝矾土、电熔棕刚玉、鳞片石墨、碳化硅、硅酸盐矿物、抗氧化剂和酚醛树脂等为原料的传统Al_2O_3-SiC-C砖的配方中添加烧结镁砂,研究了烧结镁砂添加量(质量分数分别为0、2%、4%和6%)对Al_2O_3-SiC-C砖的致密度、强度、抗氧化性能和抗渣性能的影响。结果表明:1)随着镁砂添加量的增加,烘干及1 000和1 400℃埋炭热处理后试样的致密度变化都不大。烘干后试样的耐压强度变化不大,1 000℃埋炭热处理后试样的耐压强度逐渐增大;但1 400℃埋炭热处理后试样的耐压强度呈先增大后减小的变化趋势,以添加4%(w)镁砂的为最大。高温抗折强度呈先增大后减小的变化趋势,以添加4%(w)镁砂的为最大。1 000和1 400℃埋炭热处理后试样的线变化率逐渐增大。试样的抗氧化性能和抗渣性能均呈先增大后减小的变化趋势,以添加4%(w)镁砂的为最好。2)添加镁砂对Al_2O_3-SiC-C材料性能的影响主要归因于原位尖晶石和含MgO、Al_2O_3、SiO_2的高黏度玻璃相的形成。     

氧化锆增韧氧化铝基陶瓷刀具的制备及其切削性能

以α-Al2O3、Zr O_2、Ce O_2粉体为原料,在1 550℃烧结制备了含有10%(体积分数)、20%、30%的ZrO_2–CeO_2[Ce O_212%(摩尔分数),Zr O_288%]增韧Al2O3陶瓷样品。分析了样品相对密度、硬度、抗弯强度及断裂韧性。结果表明,在1 550℃烧结条件下制备的30%ZrO_2–CeO_2增韧Al2O3陶瓷样品致密度只有97.5%,而在1 600℃烧结时,致密度达到99.6%。在1 550℃烧结时,Zr O_2增韧Al2O3陶瓷材料都残留少量m-Zr O_2,而在1 600℃烧结时,样品中m-Zr O_2完全转化为t-Zr O_2,随着Zr O_2含量增加,材料致密度、硬度及断裂韧性均有所降低,弯曲强度先上升后下降。用Al2O3陶瓷刀具材料高速切削灰铸铁时,发现添加10%ZrO_2–CeO_2增韧Al2O3陶瓷样品的切削性能优于其它材料。在1 550℃烧结制备的10%、20%和30%ZrO_2–CeO_2增韧Al2O3陶瓷样品的主要磨损机理都为磨粒磨损与黏结磨损,而1 600℃烧结制备的30%ZrO_2–CeO_2增韧Al2O3陶瓷样品的主要磨损机理为磨粒磨损。     

AlON—AlN粒状复合材料的烧结性能,显微结构和机械性能

本文评价了在Al_2O_3和AlN粉末中加入少量的Y_2O_3置于1650℃～1900℃的1个大气压的N_2气中,用形成的烧结块所制备的粒状复合材料的显微结构和机械性能。用X射线衍射测定出氮氧化铝(AlON-5AlN·9Al_2O_3)、27R AlN假多型体和AlN是烧结材料中的主要物相。随着Al_2O_3含量的增加,在可比烧结条件下烧结体积密度也随之增加。AlON基质材料的烧结体积密度在1750℃时显示出最大值,而AlN基质材料的烧结密度随着烧结温度的增高而降低。在1850℃以上,主要由AlN与Al_2O_3的反应和Y_2O_3的协助而形成液相。AlON基质材料的致密化主要受所形成的液相和AlON晶粒生长的控制。在AlN基质材料中,在1650℃时形成液相,并随着烧结温度达到1900℃,只有少量的AlN晶粒生长。在烧结期间加入5mol％ Al_2O_3,在AlN晶粒边界析出AlON次生相。含分散的AlN颗粒的AlON材料在室温下的弯曲强度与断裂韧性高于AlON。含50mol％和64.3mol％Al_2O_3材料的高温弯曲强度,在1000℃时可分别稳定到～290MPa和420MPa,而在1200℃时则急剧下降。含5mol％和30mol％ Al_2O_3材料的弯曲强度,在1000℃时同室温值相比增长了～14％,但在1200℃又降到了室温值。     

利用电解锰渣制备环保陶瓷清水砖的研究

电解锰生产过程中会产生大量酸浸废渣,即电解锰渣,电解锰渣的堆存对环境造成严重污染。因此,本文拟以电解锰渣和页岩为主要原料,通过引入滑石、钾长石和钠长石等烧结助剂制备环保陶瓷清水砖。重点探讨烧结助剂对烧结样品收缩率、气孔率及体积密度影响。实验结果表明:烧结助剂的引入有利于降低烧结温度提高样品致密度,其中A3样品性能较优,经1120℃烧结后烧结收率1.2%、气孔率14.50%、体积密度2.32 g/cm3。     

低温烧结制备高气体渗透率的多孔碳化硅陶瓷研究

采用低温烧结法制备多孔碳化硅陶瓷,研究了成型压力、烧结温度等对其开气孔率、抗压强度、表面最大孔径和气体渗透率等的影响,通过SEM、EDS等表征其微观形貌和成分等。结果表明:在较低烧结温度850~950℃中烧成时,随着烧成温度的升高,多孔碳化硅陶瓷开气孔率和气体渗透率先增大后减小,体密度先减小后增大,表面最大孔径增加;抗压强度随开气孔率的增大而降低,压缩应力-应变表明多孔陶瓷的压溃分阶逐次进行,通过数次的局部压溃现象(应力台阶)来松弛主裂纹尖端的应力集中;随着成型压力的增加,其最大孔径和气体渗透率减小;在50 MPa成型870℃烧成时,多孔碳化硅陶瓷开气孔率达到38.4%,抗压强度80 MPa,表面最大孔径为12.86μm,气体渗透率达361.82m3/(m2·h·k Pa)。     

镁渣多孔陶瓷滤球气孔率的调控

以镁工业废渣为主原料,添加一些成孔剂及天然矿物烧结助剂,制备了可用于工业废水及废气处理的高性能镁渣多孔陶瓷滤球。讨论了3种成孔剂的成孔效果和影响气孔率、强度的因素。理化性能和显微结构测试表明,高温成孔剂石墨添加量为20%,烧成温度为1100℃时,样品的显气孔率为56.17%,吸水率为43.76%,体积密度为1.28g/cm3,抗压碎强度为34.21MPa,耐酸性为99.59%,耐碱性为99.81%;低温成孔剂煤粉和白云石的加入也能起到气孔率调控的作用。镁渣多孔陶瓷滤球的气孔分布均匀,呈三维连通状,有利于实现其过滤性能。     

烧成温度对污水处理用陶粒的性能影响

研究了烧成温度1160℃、1170℃、1180℃、1190℃、1200℃对污水用陶粒吸水率、气孔率和颗粒密度的影响,并对烧成陶粒的成份进行XRD检测.研究表明:温度为1170 ～1190℃时,陶粒的烧结状况较好;且随着温度的升高,陶粒吸水率和气孔率均呈现先增加后减小趋势,而颗粒密度则呈相反变化趋势,当温度为1190℃时,吸水率和气孔率达到最大值,颗粒密度达到最小值;XRD分析进一步表明,随着温度升高,网状Si-O四面体结构聚合度大幅度降低,熔融程度提高,从而提高陶粒烧胀性能.综合比较,1190℃烧成温度下陶粒性能较好.     

硼酸对Al2O3-SiC-C质干式捣打料烧结性能的影响

以致密电熔刚玉、粒度<1mm的碳化硅和<0.25mm的鳞片石墨为主要原料,固体酚醛树脂为结合剂,研究了硼酸加入量分别为0、0.5%、1%、1.5%和2%时对Al2O3-SiC-C质干式捣打料烧结性能的影响。结果表明随着硼酸加入量的增加,220℃、1100℃和1450℃热处理后试样的体积密度逐渐减小,显气孔率逐渐增大,耐压强度变化不大;硼酸加入量一定时,在1100℃和1450℃热处理后,试样的体积密度、显气孔率比较接近,耐压强度基本上没有变化,而且较低,仅2~3MPa。因此,硼酸对Al2O3-SiC-C质干式捣打料的促烧结作用不明显。对比研究表明固体酚醛树脂、鳞片石墨、碳化硅均阻碍了硼酸的促烧结作用;其中,固体酚醛树脂表现最为显著,鳞片石墨次之,碳化硅也有阻碍作用。     

Al_2O_3多孔陶瓷的制备及性能

以煅烧α-Al_2O_3微粉为原料、粘土为高温烧成粘结剂、羧甲基纤维素为成型粘结剂,采用模压成型法制备了氧化铝多孔陶瓷,运用TG-DSC、SEM、XRD等手段研究了烧成温度、粘土含量对氧化铝多孔陶瓷微观形貌、物相结构、线收缩率、气孔率及力学性能的影响。结果表明:在烧结温度为1400℃时,氧化铝多孔陶瓷出现液相烧结,1500℃时液相烧结随粘土含量的增加更加明显;粘土在高温下促进了氧化铝多孔陶瓷的致密化使得线收缩率增大、气孔率降低、抗折强度提高。烧成氧化铝多孔陶瓷的主晶相为α-Al_2O_3,并有少量的莫来石相,莫来石由粘土在高温下转变得到。1400℃烧成的氧化铝多孔陶瓷综合性能优异,其气孔率介于28.6%~33.7%之间,抗折强度介于37.0~64.0 MPa之间。     

以粉煤灰和赤泥为原料烧结陶瓷工艺与性能研究

本文研究了在1050 ℃至1200 ℃之间温度对以粉煤灰赤泥为原料烧结陶瓷的物相和烧结性能的影响.结果表明:实验用粉煤灰原料的主要矿相组成为石英(SiO_2)和莫来石(3Al_2O_3·2SiO_2),赤泥原料的主要矿相组成有钙铝黄长石(Ca_2Al_2SiO_7)、石英(SiO_2)、钙铁榴石(Ca_3Fe_2+3(SiO_4)_3)和钙钛榴石(Ca_3TiFeSi_3O_(12));以粉煤灰赤泥为原料的5组不同配比试样在1200 ℃时试样气孔率相对降低,体积密度和抗压强度相对程度增大;其中5#试样在经1200 ℃烧结后的气孔率为1.67%,体积密度为2.10 g·cm~(-3),抗压强度为123.23 MPa,达到较好的烧结致密状态,试样主要物相是钙钠长石和莫来石.试样内莫来石的形成及玻璃液相的增加促进烧结并在1200 ℃达到致密烧结状态.     

蜡石粒度组成对铁水包用ASC材料性能的影响

在铁水包用常规Al2O3-SiC-C砖的配料组成中引入不同粒度组成的蜡石,研究了蜡石粒度组成对Al2O3-SiC-C材料加热永久线变化率、显气孔率、体积密度、耐压强度、抗氧化性和抗渣性的影响。结果表明:随着处理温度的升高,各试样的显气孔率先增大后减小,体积密度减小;随着所添加蜡石粒度的减小,试样在1 000和1 400℃埋炭热处理后的永久线变化率减小,常温耐压强度增大,1 400℃时的抗氧化性增强,但1 500℃时的抗侵蚀性降低。