含有自形成莫来石的硅酸钡水泥及其浇注料的应用

六种由不同比例的重晶石、高岭土和煅烧氧化铝组成的配料在1500～1600℃烧结3h以制备含有自形成莫来石的硅酸钡水泥。用X射线衍射研究了水泥混合物的成分。根据标准规范,试验了物理机械性、烧结性和耐火材料性能。每种混合物,主要由不同比例的莫来石和硅酸钡矿物组成,显示出不同性能。粘结性、烧结性和耐火材料性能之间的最好折衷方式是由60%重晶石、25%高岭土和15%煅烧氧化铝所制备的混合物提供的,其中含有约54%的硅酸钡和33%的莫来石。含有自形成莫来石的浇注料由15%的混合细粉作为水泥和同样混合的85%的不同级配的骨料制备而成,显示出好的体积稳定性、高机械性、高抗热震性及高承载能力。     

高温推板砖抗热震稳定性研究

研究了骨料品种与级配组成对推板材料热震稳定性的影响, 结果表明, 结合相组成为莫来石-刚玉复合相, 莫来石对刚玉的质量分数之比为75∶25, 骨料由75%的0～3 mm莫来石与25%的0～1 mm刚玉颗粒复合而成制得的标准砖具有很好的热震稳定性, 其抗热震次数(1 100 ℃～水冷)达17次仍未断裂.     

莫来石/刚玉复相陶瓷热断裂特性研究

通过调整复相陶瓷中颗粒相的组成与级配,利用引入的热膨胀失配机制,控制莫来石/刚玉复相陶瓷显微结构,改善高温复相陶瓷热稳定性,着重研究了莫来石/刚玉复相陶瓷的热断裂特性.研究表明,全部采用莫来石颗粒相时,由于柱状莫来石颗粒极易发生热冲击穿晶断裂,且热膨胀失配导致的微裂纹较长,密度较小,故复相陶瓷热稳定性较差;全部采用刚玉颗粒相时,虽然基质相裂纹扩展至刚玉颗粒表面时穿晶断裂与沿晶的裂纹扩展同时发生,有利于改善复相陶瓷热稳定性,但由于热膨胀失配过度,未经热冲击时已产生宏观裂纹,故热稳定性最差.而采用莫来石/刚玉复合颗粒相,相比例为75/25制备的复相陶瓷试样,热膨胀失配形成的微裂纹较短,密度较大,其热稳定性最优.     

电熔锆莫来石对Al_2O_3-Cr_2O_3耐火材料抗热震性能的影响

为研究添加电熔锆莫来石颗粒对Al_2O_3-Cr_2O_3耐火材料抗热震性能的影响,以电熔刚玉、电熔氧化铬、氧化铬绿和煅烧α-Al_2O_3粉等为主要原料,分别添加10%(w)的电熔锆莫来石颗粒和3%(w)的m-ZrO_2微粉,对试样进行水冷法抗热震试验、模拟开停车热震试验(2001 600℃)和常温物理性能检测,并重点研究了电熔锆莫来石颗粒对试样抗热震性能的影响机制。结果表明:添加电熔锆莫来石颗粒和m-ZrO_2微粉没有对烧后试样的常温物理性能和显微结构造成较大影响;添加电熔锆莫来石颗粒可以显著提高Al_2O_3-Cr_2O_3试样抗热震性能,效果与添加m-ZrO_2微粉试样的相同;电熔锆莫来石颗粒在烧成过程中析出的SiO_2相,增强了电熔锆莫来石颗粒与基质的结合程度,引导裂纹向电熔锆莫来石颗粒内部扩展,且电熔锆莫来石的共晶及多裂纹结构对裂纹的扩展起"分裂"和"吸收"等作用,从而使得添加电熔锆莫来石的试样获得优异的抗热震性能。     

焦炭高温热膨胀性能研究

以8种不同种类单种煤焦炭为原料,在氮气气氛下,测定了30℃～1 300℃范围内的焦炭热膨胀性能.依据焦炭自身的特性,提出了适合焦炭的热膨胀性能测定方法和热膨胀性能参数.根据测得的焦炭热膨胀性能参数,探索了焦炭热膨胀性能、焦炭热强度及煤变质程度之间的关系.研究发现,依据所提出的参数可以将焦炭热膨胀性能分为三个阶段,并且提出了焦炭收缩阶段为微裂纹产生的观点.在焦炭热膨胀对热强度影响方面,发现热膨胀性能参数与焦炭热强度成正比关系.在煤的变质程度对焦炭膨胀性能影响方面,发现最大线性膨胀Lf与挥发分Vdaf成二次曲线关系,在Vdaf为30%左右Lf取到最大值.最大线性膨胀Lf与煤的黏结性成正比关系,但是会受到挥发分的影响.     

“三石”可选性研究的进展

一、矿物的物化特征及其应用所谓“三石”系指兰晶石、红柱石、硅线石,它们同属兰晶石或硅线石族无水铝硅酸盐矿物,具有同样的化学成分。它们是同质三像体矿物的代表,但结构不同,性能如表一“三石”矿物耐火度高、机械强度大、     

高温处理粉煤灰的理化特性研究

为多元化、高附加值利用粉煤灰,以朔州电厂粉煤灰为例,进行了X射线衍射测试、粒度测试和热重分析。结果表明,朔州电厂粉煤灰的w(Al2O3)=41. 09%、w(CaO)=4. 64%,属于高铝低钙型,其平均粒径为108. 1μm;未煅烧的朔州电厂粉煤灰矿物组成为莫来石、石英、石膏;质量损失主要发生在570~750℃和1 100~1 280℃。然后称取未筛选经105℃烘干后的粉煤灰制成Φ40 mm×8. 8 mm的试样,经1 200~1 550℃热处理后,进行劈裂强度试验、XRD分析等。结果表明,随热处理温度升高,试样的强度和密度增大,莫来石含量逐渐增多,1 400℃时性能达到最佳。     

刚玉-莫来石推板的研制与应用

研究了颗粒组成、结合剂种类及含量对刚玉 -莫来石质推板热震稳定性的影响。结果表明 :当颗粒料中莫来石与刚玉的质量比为 3∶1时 ,试样的抗折强度保持率最高 ,与颗粒料全部采用莫来石颗粒或刚玉颗粒相比 ,110 0℃ 水冷 3次后的抗折强度保持率分别提高了 2 5 %和 35 %。另外 ,用硅铝凝胶替代粘土作结合剂 ,也可提高刚玉 -莫来石质推板的热震后抗折强度保持率。研制出的刚玉 -莫来石推板的高温强度高 ,110 0℃ 水冷循环的热震次数超过 4 5次。经国内某厂家试用 ,其寿命可达 12 0次。     

红柱石基刚玉-莫来石复相陶瓷的显微结构及性能

以红柱石颗粒为主要骨料,辅以莫来石颗粒和刚玉颗粒,硅微粉、铝微粉为基质料,经混合、困料及成型后,经不同温度下烧成4h,制得莫来石基刚玉-莫来石复相陶瓷,分析了烧成温度对复相陶瓷的物相组成、显微结构、烧成性能、力学性能及热学性能。结果表明:红柱石在高温下转化成针状和柱状莫来石改善复相陶瓷的烧成性能和抗热震性能;在1480℃烧成时,红柱石刚玉-莫来石复相陶瓷具有优越性能,其抗折强度为15.4MPa,耐压强度为91.6MPa,热膨胀系数为5.5×10-6/K,1100℃下水冷的抗热震次数达到99次。     

莫来石含量对堇青石-莫来石复相陶瓷性能的影响

以合成堇青石(≤0.074 mm)和合成莫来石(0.45～0.9 mm)为主要原料,a-Al2O3微粉(≤0.044 mm)、镁砂(≤0.054 mm)和熔融石英(≤0.054 mm)为添加剂,经细磨、造粒、成型后,于1 370℃4 h烧成后制备了莫来石质量分数分别为15%、20%、25%、30%、35%和40%的堇青石-莫来石复相陶瓷材料,研究了莫来石含量对复相陶瓷材料烧结性能、抗折强度、热膨胀性及抗热震性的影响.结果表明:随着莫来石含量的增加,堇青石一莫来石复相陶瓷材料的体积密度、显气孔率和热膨胀系数都呈上升趋势,而抗折强度呈降低趋势;适当提高莫来石含量有利于复相陶瓷材料的抗热震性,当莫来石含量达到30%时,材料的抗热震性最好.     

堇青石-莫来石质匣钵材料抗热震性和抗侵蚀性研究

堇青石-莫来石质耐火材料具有热膨胀系数低、容重轻、吸热少、体积稳定性好和抗热震性好等特性.以堇青石、莫来石为主要原料,加入一定量的电熔氧化镁、活性氧化铝和硅微粉等微粉为辅助原料,制备了堇青石-莫来石质匣钵材料.研究了颗粒级配和烧成温度对堇青石-莫来石质匣钵材料物相组成和显微结构的影响,并对材料的热震性和侵蚀性进行评估.结果表明:烧成温度在1300～1400℃,对热震后的三组试样进行性能检测,发现配方一试样具有好的抗热震性和抗侵蚀性,其残余抗折强度在3.0～4.5 MPa之间,残余耐压强度在17.5～24.5 MPa之间.     

多孔碳化硅陶瓷的原位氧化反应制备及其性能

以SiC为陶瓷骨料,Al2O3作为添加剂,通过原位氧化反应制备了Sic多孔陶瓷,并对其氧化反应特性及性能进行了研究.结果表明:在1 300～1 500℃,随烧结温度的升高,SiC的氧化程度增加,SiC多孔陶瓷的强度逐渐增加,但开口孔隙率有所降低.莫来石相在1 500℃开始生成·当烧结温度升高到1 550℃时,莫来石大量生成,得到了孔结构相互贯通且颈部发育良好的莫来石结合SiC多孔陶瓷;由于在SiC颗粒表面上覆盖了致密的莫来石层,SiC的氧化受到抑制,开口孔隙率因而升高,SiC多孔陶瓷的强度因莫来石的大量生成而增加.由平均粒径为5.0um的SiC,并添加20%(质量分数)Al2O3,经1 550℃烧结2h制备的SiC多孔陶瓷具有良好的性能,其抗弯强度为158.7MPa、开口孔隙率为27.7%.     

合成莫来石原料的研制与生产

莫来石制品具有高温蠕变率低、热膨胀率小、抗侵蚀性强、热震稳定性好等良好的高温性能 ,在冶金、玻璃、陶瓷、机械行业得到了广泛应用。由于莫来石在天然矿物里很少见 ,所以合成莫来石就成为莫来石制品的主要原料。本工作主要立足于重庆地区丰富的高纯铝矾土资源 ,通过对影响莫来石形成的因素 ,尤其是Al2 O3 /SiO2 、磨料细度、烧成状况 (烧成温度、保温时间、烧成气氛 )对莫来石的影响进行了试验分析 ,成功地合成出了性能稳定的M6 0、M70莫来石。1　研制过程1.1　原料使用的原料主要是重庆产高纯铝矾土和湖南产低R2 O高纯粘土。其理化…     

红柱石粗颗粒预烧温度对莫来石-刚玉材料抗热震性的影响

为了研究经过预烧的红柱石粗颗粒对莫来石-刚玉耐火材料抗热震性的影响,将20%(w)的未经预烧或分别经1 300、1 400、1 500、1 600℃保温3 h预烧的南非红柱石粗颗粒(5～3 mm)分别与莫来石颗粒(3～1和≤1 mm)以及板状刚玉粉、活性氧化铝粉和SiO_2微粉配料,制样,于1 450℃保温3 h烧后制成莫来石-刚玉试样,检测其烧后线变化率、弹性模量、抗热震性,并进行显微结构分析。结果表明:随着红柱石粗颗粒预烧温度的提高,试样的常温抗折强度逐渐提高,但抗热震性能变差。这是由于随着红柱石粗颗粒预烧温度的提高,红柱石粗颗粒与基质的热膨胀系数差值变小,产生的微裂纹尺寸逐渐减小,且在热震过程中能够阻止新裂纹产生和裂纹扩张的微裂纹减少。     

碳酸盐反应活性的新快速鉴定方法

系统研究了大量具有不同化学组成、结构和地质特征的碳酸盐集料 ,并选择加拿大Kingston的碱活性碳酸盐集料作为标准进行对比试验。研究内容涉及集料的化学组成、矿物分析和岩相检验 ,集料不同颗粒大小的碱碳酸盐反应动力学 ,探讨并否定了 80℃下晶体热致膨胀因素的影响。根据试验结果提出了一种新的评价碳酸盐集料碱活性的方法。方法的主要试验参数为 :集料尺寸 5～ 10mm、水泥中碱质量分数 1.5 0 % (等当量Na2 O)、水灰比0 .3的小混凝土试件在 80℃、1mol/L的NaOH养护溶液中养护 14d的试件膨胀率大于 0 .10 %。     

原位生成堇青石结合红柱石太阳能热发电储热陶瓷的抗热震性能

为提高储热陶瓷材料的抗热震性能,采用原位生成堇青石增强技术,以红柱石为主要原料,通过半干压成型,无压烧结研制了用于太阳能高温热发电红柱石储热陶瓷材料样品。研究了配方组成、烧成温度、相组成、微观结构对样品抗热震性能的影响。结果表明：红柱石添加量为 70%,经1 400 ℃烧成的样品抗热震性能最佳：30 次热震实验（热震条件：1 100 ℃～室温,风冷）的强度不仅没有损失,反而增加了 26.20%。相组成和微观结构分析表明样品的晶相为堇青石、莫来石、硅线石、α-方石英、α-石英等,原位生成的堇青石晶体均匀分布在由红柱石转化的莫来石晶体之间,赋予样品较好的抗热震性能     

矸石电厂粉煤灰理化特性研究

以陕西某矿矸石电厂的湿排粉煤灰为研究对象,采用化学分析、激光粒度分析、X衍射、扫描电子显微镜等测试手段,研究了粉煤灰的理化特征.研究表明,矸石电厂粉煤灰颗粒较粗,以20～70 μm的颗粒为主,颗粒形状不规则,球形颗粒较少;化学组成以氧化硅、氧化铝和氧化铁为主,含量超过70%,属于低钙灰,烧失量不满足国家标准三级灰要求;粉煤灰由大量的多孔玻璃体、碳粒以及少量晶体矿物所组成,矿物组成主要为石英,还有少量的莫来石、赤铁矿.     

莫来石溶胶结合高铝质耐火材料性能的研究

为了提高高铝质耐火材料的综合性能,利用共沉淀法得到的莫来石溶胶为结合剂制备高铝质耐火材料。利用XRD和SEM等手段对莫来石溶胶的组成、显微结构和性能进行分析和表征,通过检测高铝质耐火材料试样的体积密度、显气孔率、线变化率和常温耐压强度,重点研究莫来石溶胶的性能及对高铝质耐火材料烧结性能和抗热震性能的影响。结果表明:经1100℃烧后莫来石溶胶的比表面积为26.02 m2/g,溶胶经1300℃烧后完全转化成莫来石;莫来石溶胶的加入使得高铝质耐火材料试样的体积密度增大,显气孔率降低;莫来石溶胶与Al2O3晶形转变的协同作用提高了莫来石溶胶结合高铝质耐火材料的常温耐压强度和热震稳定性。     

莫来石-钛酸铝窑具的制备与性能研究

采用原位合成技术合成莫来石一钛酸铝复相材料(ATM),并以复相材料和烧结莫来石(M60)为主要原料制备莫来石一钛酸铝窑具,借助于XRD、SEM和热态模拟试验等手段研究了烧成温度、复相材料添加量对莫来石-钛酸铝高温窑具性能和显微结构的影响.结果表明:合成的莫来石-钛酸铝复相材料适于制备高温窑具;在1 600℃烧成的窑具试样具有较高的高温抗折强度和良好的抗热震性;合成复相材料的添加量为45%时可获得综合性能好的窑具材料;热态模拟试验表明研制的莫来石-钛酸铝高温窑具适合在低于1 400℃,承重小于8 kg的条件下使用.     

铝酸钙水泥结合莫来石-碳化硅浇注料的组成及性能

采用烧结莫来石、Secar71水泥及SiC为原料,制备了不同水泥和SiC含量的莫来石质浇注料,研究了浇注料的常温物理性能、热导率及热震稳定性,并借助XRD和EDS研究了材料的物相组成和显微结构.结果表明:随着水泥的加入,浇注料110℃ 24h显气孔率降低、抗折强度逐渐提高;1100℃ 3h和1400℃ 3h抗折强度呈现出先增大后逐渐减小的趋势,当水泥量为25%(质量分数,下同)时,浇注料的显气孔率最高,同时抗折强度达到最大值.随着水泥加入量的增多,浇注料的热震稳定性稍有降低,当水泥量超过25%后,浇注料的热震稳定性逐渐恢复;通过加入5%～10%的SiC,浇注料的热震稳定性明显改善.浇注料的性能同其物相组成及显微结构相关.