添加剂对合成堇青石的影响

本文研究了锆英砂、碳酸钡、硅线石、氟化钙四种添加剂及其含量对合成堇青石晶相组成的影响。结果表明:四种添加剂的加入均提高了堇青石的含量,且加入量都有一最佳值,分别为锆英砂2wt%、碳酸钡3wt%、硅线石2wt%、氟化钙2wt%。     

用粉煤灰和菱镁矿低温制备堇青石质多孔材料

在粉煤灰中添加不同比例菱镁矿,于1 200、1 250℃和1 300℃烧成温度下制备出堇青石质多孔耐火材料。研究表明：菱镁矿在烧成过程中于700℃分解产生CO2,起到造孔剂和发泡剂的作用,分解生成的MgO将与粉煤灰中的Al2O3、SiO2反应生成堇青石;随着菱镁矿添加量的增加,粉煤灰中Al2O3和SiO2与MgO的反应更完全,主要生成堇青石和少量镁橄榄石;当菱镁矿添加量过多时,新生成的MgO与粉煤灰中SiO2反应,产生液相过多,造成部分气孔封闭,使得烧成后试样的显气孔率随菱镁矿添加量的增加呈先增加后减小的趋势。优化烧成工艺条件为1250℃并保温3h,当菱镁矿添加量为15%（质量分数）时,制备出显气孔率达48%、孔径为20～40μm、体积密度为1.27g/cm3、抗压强度为38MPa、抗折强度为29MPa的堇青石质多孔材料。     

石棉尾渣和粉煤灰制备堇青石多孔陶瓷及其理化性能

低成本制备堇青石多孔陶瓷一直是专家学者们研究的热点,本文以石棉尾渣、粉煤灰、高岭土为原料,在不添加发泡剂的情况下,采用直接烧结法成功制备了堇青石多孔陶瓷,系统研究了堇青石多孔陶瓷的物相演化、显微结构及理化性能。结果表明:烧结温度的升高和配方中高岭土含量的增加有助于样品中堇青石的合成,高岭土的添加可以有效降低样品发泡的温度和提高样品的孔隙率;当烧结温度为1 240 ℃,焙烧后的石棉尾渣、焙烧后的粉煤灰和高岭土质量比为5∶5∶3时,制备的堇青石多孔陶瓷的体积密度仅为0.6 g/cm³,孔隙率高达76.94%;当烧结温度为1 220 ℃,焙烧后的石棉尾渣、焙烧后的粉煤灰和高岭土质量比为5∶5∶5时,制备的堇青石多孔陶瓷吸水率达到最大值34.57%;此外,制备的堇青石多孔陶瓷还表现出良好的耐碱性能。     

镁橄榄石制备六方柱状堇青石及其晶相和性能研究

我国天然镁橄榄石矿物资源丰富,但其成分复杂,导致高效利用率和产品附加值低。为拓展镁橄榄石高效利用技术,以镁橄榄石、工业氧化铝和石英砂为原料,在空气气氛下经800~1 380 ℃保温2~8 h制备得到堇青石材料,并研究了原料组成和烧成制度对合成六方柱状堇青石的影响。结果表明,合成堇青石的最佳烧成制度为1 380 ℃保温8 h,此时堇青石合成纯度最高,晶型发育良好且晶粒为六方柱状。当烧成温度为1 380 ℃,保温时间由2 h延长至8 h后,材料中石英砂对应衍射峰消失,堇青石析出量增多,材料的结晶度得到提高,堇青石晶体点缺陷类型可能由V^"_Mg转变为O^"_i添加过量石英砂的试样经1 380 ℃保温8 h烧成后,堇青石晶粒被更多熔融相覆盖包裹,晶粒间间隔减小,堇青石材料更加致密,但堇青石材料的合成纯度并未得到提高。     

组分偏离对堇青石结构及红外辐射性能的影响

采用固相反应法制备组分偏离的堇青石基红外辐射材料。利用X射线衍射仪、红外光谱仪和IR-2双波段发射率测试仪对样品结构和红外辐射性能进行了表征,结果表明：在1300℃制备的Si偏离量x=0.50的全波段辐射率达到0.90,8～14μm波段红外辐射率达到0.94;Mg偏离量x=0.10的全波段红外辐射率达到0.90,8～14μm波段红外辐射率达到0.93;Al偏离量x=0.20的全波段辐射率达到0.89,8～14μm波段红外辐射率达到0.93。适当的组分偏离能有效提高样品的红外辐射性能。     

合成温度对堇青石—莫来石复相材料中堇青石、莫来石生成量的影响

以MgO-Al2O3-SiO2三元相图为依据,在M2A2S5－A2S3连线上进行了堇青石－莫来石复相材料组成点的设计,并在高温下合成了堇青石与莫来石比例为1：1的复相材料,重点讨论了烧成温度对堇青石－莫来石复相材料中堇青石,莫来石生成量的影响,XRD定量分析结果表明,当合成温度范围约在1380－1420℃之间时,可在复相材料中得到接近理论的相组成。     

元素掺杂对堇青石晶体结构及热膨胀系数的作用

堇青石陶瓷在抵抗热震和热膨胀方面具有独特的优点,特别适合用于象汽车尾气净化载体和集成电路基板等对热膨胀要求极为严格的场合,为了进一步降低堇青石陶瓷的热膨胀系数和改善晶体热膨胀的各向异性效应,目前大多采用掺杂元素的方法,如Ｇａ、Ｇｅ、Ｆｅ和Ｃａ,本文阐述了堇青石晶体的热膨胀机理,按照元素的性质详细叙述了各类元素的掺杂对堇青石的晶格常数格沿α堇青石两个晶轴ａ、ｃ方向热膨胀系数的影响。     

Effects of Complex Precursors on Alkoxide-Derived Cordierite Powder

Preparation of chemically homogeneous cordierite powders of submicrometer size was investigated using alkoxide precursors, synthesized from Mg metal, Al(OBu^s)₃, and partially prehydrolyzed Si(OEt)₄. The amount of partial prehydrolysis water in precursor synthesis was changed to study the effects on the hydrolysis products. In the hydrolysis of the diluted solution of the precursor, product morphology was quite sensitive to the precursor, and different morphologies such as gelation, gel precipitation, and powder precipitation were observed. A redispersable powder of submicrometer size was obtained only from the precursor synthesized at a H₂O/Si(OEt)₄ ratio of 1.2. Differences were also observed in minor crystalline phases among calcined hydrolysis products. The alkoxide precursors were characterized using Raman spectroscopy, gas chromatography, and NMR spectroscopy. The differences in hydrolysis products are most likely due to differences in hydrolysis and condensation of different chemical species in precursors.     

堇青石对莫来石-铝矾土浇注料性能的影响

以莫来石、铝矾土为主要原料,铝酸钙水泥为结合系统,分别研究了不同堇青石含量经过不同热处理温度后对莫来石-铝矾土浇注料性能的影响.试样自然干燥24 h脱模后,再经110 ℃烘干24 h,分别于1000 ℃、1300 ℃和1500 ℃热处理3 h.检测各温度热处理后试样的线变化率(P.L.C)、体积密度(B.D)、抗折强度(M.O.R)、耐压强度(C.C.S)以及试样的热膨胀系数和抗热震性能.结果表明,莫来石-铝矾土浇注料的体积密度随着堇青石含量的增加而减小.经过1000 ℃和1300 ℃热处理后,莫来石-铝矾土浇注料的抗折强度随着堇青石含量的增加而下降.莫来石-铝矾土浇注料随着堇青石含量的增加,有助于改善材料的抗热震性,材料的强度保持率逐渐增大,且较低的体积密度有利于材料获得较高的热震后的强度保持率.     

造孔剂和增强剂对工业固废基多孔陶瓷性能的影响

以镁渣,粉煤灰为原料,添加造孔剂(电石渣、碳粉)和增强剂(高岭土、膨润土)制备多孔陶瓷,并研究造孔剂和增强剂种类和含量对多孔陶瓷性能的影响.结果表明,添加造孔剂后,多孔陶瓷的烧失率、吸水率和气孔率升高,体积密度和强度降低.同等含量时,碳粉具有较好的造孔效果;多孔陶瓷的烧失率、吸水率和气孔率最高可分别达到30％,38％和53％,体积密度最小达到1.4 g/cm3;添加增强剂后,多孔陶瓷的强度大为提高,但其吸水率、气孔率降低,体积密度增加.高岭土的含量不大于10％时,其粘结增强效果明显优于同等含量膨润土的;多孔陶瓷的压缩强度可至28 MPa.     

粉煤灰对聚乙烯性能的影响

探讨了粉煤灰的不同含量、粉煤灰的表面处理剂对粉煤灰/聚乙烯复合材料力学性能和流动性、耐热性的影响。实验结果表明:随粉煤灰用量的增加,复合材料的冲击强度、拉伸强度、断裂伸长率及熔体指数下降,弯曲强度、邵氏硬度增大;粉煤灰经表面处理以后,复合材料的力学性能、流动性和耐热性均有一定的改善和提高。     

脱硝催化剂用堇青石多孔陶瓷的制备与性能研究

以偏高岭土、氧化铝和滑石为原料,利用压制成型制备出堇青石多孔陶瓷并采用浸渍涂覆法制备锰基低温脱硝催化剂.通过气孔率、抗折强度、热膨胀系数、SEM、BET等测试探究了碳粉和淀粉两种造孔剂及添加量、不同酸处理时间等因素对堇青石性能的影响并考察了不同浸渍次数的催化剂在80~200 ℃间的脱硝性能.结果表明:造孔剂为碳粉且添加量为4%时,得到的堇青石具有良好的性能,此时气孔率达31.12%,热膨胀系数为3.10×10-6/K,抗折强度为21.41 MPa;适当的酸处理有助于堇青石表面孔结构的丰富且能大幅提升其比表面积,最佳处理时间为2 h;当浸渍次数为4次时,整体式催化剂的性能最佳,牢固度可达90.18%,140 ℃时的脱硝率可达74.5%以上.     

煤矸石中杂质含量对堇青石多孔陶瓷烧结与性能的影响

通过不同酸浸处理时间控制煤矸石原料中的杂质含量,研究煤矸石原料中杂质含量对有机海绵浸渍法制备的多孔堇青石陶瓷烧结过程和性能的影响.通过X射线衍射分析和扫描电镜研究了烧结过程中的物相结构的演变及微观结构变化等特性.并考察了酸浸处理时间和烧结温度对多孔陶瓷样品的显气孔率和抗压强度影响.结果表明,使用酸浸处理后的煤矸石为原料制备的多孔堇青石陶瓷气孔率和抗压强度均显著增加,1200℃下,使用未经酸浸的煤矸石制备的多孔堇青石陶瓷,气孔率为73.69％,抗压强度为2.23 MPa;而酸浸处理8h后,陶瓷样品的气孔率保持在78.78％,抗压强度提高至3.33 MPa.讨论了酸浸处理对煤矸石原料中起烧结助剂作用的杂质含量的调控以及杂质含量对物相形成和陶瓷性能的影响规律.煤矸石原料中这些杂质的存在也降低了堇青石陶瓷的烧结温度.     

堇青石基低膨胀陶瓷材料研究

堇青石是一种优异的抗热震性原料,天然矿物原料很少,一般采用人工合成方法制取。纯堇青石烧成范围非常窄,难以获得致密烧结体。将堇青石原料与磷酸盐,锂铝酸盐复合烧结。可以降低材料的烧结温度,提高其密度,同时仍具有低的膨胀系数。     

累托石和滑石制备堇青石质蜂窝陶瓷

本研究了采用一种新开发的粘土原料——累托石、滑石和工业氧化铝制备堇青石质蜂窝陶瓷的工艺过程。测定了样品的理化性能，并采用XRD、SEM对样品的相组成和微观结构进行了分析。结果表明，蜂窝陶瓷的主晶相为堇青石，气孔率34．88％，间壁密度达1．72g／cm^3，间壁气孔尺寸为1-20μm，抗热震性达700℃。     

粉煤灰及其它矿物掺合料对新拌和硬化混凝土性能的影响

对超细粉煤灰、硅灰、稻壳灰、矿渣微粉四种矿物掺合料对混凝土用水量及混凝土强度的影响进行了比较研究 ,分析了矿物掺合料需水性的影响因素 ,并对各矿物掺合料的减水作用进行了排序。     

溶胶-凝胶法合成堇青石材料性能的研究

以正硅酸乙酯,六水硝酸镁,九水硝酸铝为原料,无水乙醇为溶剂,采用溶胶-凝胶法制备均质堇青石粉体,将粉体压制后在1250℃保温2h烧成后得到堇青石陶瓷烧结体,通过DSC-TGA、 XRD和SEM对试样进行表征.结果表明:前驱体经不同温度煅烧后得到堇青石粉体的晶相经历了从无定形态向α-堇青石转变的过程,μ-堇青石在950℃时结晶形成,1200℃时,μ-堇青石转化为α-堇青石,同时有镁铝尖晶石相出现,1250℃时,α-堇青石相增多,μ-堇青石相和镁铝尖晶石相消失,堇青石的结晶程度较好,其烧结体的致密度达到最高,为2.456 g/cm3,晶粒细小,微观结构比较均匀致密.     

堇青石粉末合成及其烧结特性的研究

以热喷雾法制备的MgAl2.6(OH)x粉末、水玻璃和MgCb为原料,用沉淀包裹法制备堇青石前躯体粉末。通过控制沉淀过程中体系的pH值,在MgAl2.6(OH),粉末粒子上形成无定形连续包裹层。烧结过程中,在700℃之前,包裹层与被包裹粒子反应形成无定形相;在850℃,从无定形体系中析出的纳米尖晶石对致密化烧结过程没有影响,相反,方石英的析出将阻碍烧结。堇青石的烧结属液相烧结,其致密化过程发生在堇青石合成之前。700℃煅烧的堇青石前躯体在1250℃烧结2h,其相对密度可达96．4％。     

增硬加强堇青石陶瓷材料的研究

采用粘土、滑石、氧化铝为主要原料合成的堇青石作为基相,加入适量复合添加剂,使堇青石陶瓷材料达到致密烧结,并使其抗折强度和硬度大幅提高.