粉煤灰合成堇青石微晶玻璃的性能研究

介绍以粉煤灰为主要原料代替传统的矿物原料，在化学计量比点成功地合成了堇青石微晶玻璃。XRD结果表明，堇青石为微晶玻璃的主晶相，且最优合成条件为1270℃下保温4h。电子探针结果表明，堇青石晶粒细小且弥散于玻璃相中。堇青石微晶玻璃抗热震性能受堇青石相含量、视孔隙率、烧成制度等多方面因素的影响，该陶瓷热震次数最多达到26次。与传统矿物合成的堇青石陶瓷相比，其综合性能仍存在差距。     

碳酸锰矿浮选尾矿微晶玻璃的制备及其性能研究

以碳酸锰矿浮选尾矿为原料,采用熔融—烧结法制备CaO-Al_2O_3-SiO_2系微晶玻璃。利用DSC、XRF及XRD等分析测试手段,研究了原料的成分及特性,基础玻璃的玻璃化转变温度和析晶温度,微晶玻璃的物相组成。通过分析检测结果,确定了微晶玻璃的烧成制度,并在该温度制度下制备了微晶玻璃样品。结果表明:在760℃下保温1 h完成核化,再在1 000℃下保温2 h完成晶化,所得微晶玻璃样品的性能较好,主晶相为硅灰石(CaSiO_3)。     

Sm~(3+)掺杂ZnO-SiO_2-B_2O_3系微晶玻璃的制备及发光性能的研究

通过高温熔融法制备了ZnO-SiO2-B2O3:Sm3+系微晶玻璃,并采用SEM、XRD及荧光光谱仪研究了该微晶玻璃的析晶过程及发光性能。结果表明,该微晶玻璃的主晶相为尖晶石(ZnAl2O4),被紫外光激发能够发出红色光;晶化时间的改变导致了尖晶石的逐渐析出,改变了光谱谱线的强度但不改变谱线的位置。Sm3+最佳掺杂摩尔分数为0.4%。     

高钛高炉渣制备微晶石材的体系设计及制备研究

以攀枝花高钛型高炉冶金渣为主原料制备微晶石材,以Ca O-Al_2O_3-Si O_2玻璃体系为基础,采用DSC、XRD、SEM等分析技术,研究不同晶核剂体系对高钛型矿渣玻璃的析晶特性、组织结构和性能的影响。结果表明,以攀枝花高钛型高炉渣为主原料,在高添加比(60%)情况下制备微晶石材是可行的,渣中适量的Ca O和较多的TiO_2可以形成稳定的基础玻璃,通过引入Fe/Cr复合晶核剂或者Ti/Zr复合晶核剂,可促进基础玻璃的析晶过程,获得较高的结晶度;其中以F、S为晶核剂的玻璃析晶能力较差。获得的微晶石材以辉石、榍石等为主要晶相,组织结构受晶核剂类型的影响略有差异,该类型矿渣微晶石材性能优异,抗弯强度达90 MPa,耐酸碱性能远优于普通高炉渣微晶石材。     

磷酸三钠对高钛高炉渣制备微晶泡沫玻璃的影响

以高钛型高炉渣和废玻璃粉为主要原料,碳酸钙为发泡剂,硼砂为助熔剂,采用"一步法"烧结在900℃低温下制备了微晶泡沫玻璃。借助DSC、XRD、SEM等分析测试手段,研究了磷酸三钠(Na_3PO_4·12H_2O)添加量对制备微晶泡沫玻璃的影响。结果表明,在不同的磷酸三钠添加量(0%～10%,质量分数)下,微晶泡沫玻璃的主要物相变化不显著,均为透辉石Ca(Mg, Al)(Si, Al)2O6,富铁普通辉石Ca(Mg, Fe)(Si, Fe)_2O_6以及普通辉石CaMgSi_2O_6;随着Na_3PO_4·12H2O含量增加,微晶泡沫玻璃抗压强度和导热系数减小,体积密度和吸水率先减小后增大。当磷酸三钠添加量为6%时,微晶泡沫玻璃具有最优的综合性能。     

形核剂对高炉渣微晶玻璃析晶行为及动力学的影响

以唐钢高炉渣为主要原料,分别加入Cr_2O_3、Ti O_2、Fe_2O_3、P_2O_5形核剂以及一定配比的其他成分的原料,采用熔融的方法制备高炉渣微晶玻璃。利用差热分析仪、电子扫描显微镜来研究不同形核剂对微晶玻璃析晶行为的影响。结果表明:高炉渣中添加2%Cr_2O_3,8%P_2O_5形核剂可以实现体积析晶,形成晶粒细小、分布均匀的微晶玻璃,添加8%TiO_2、6%Fe_2O_3时是表面析晶,不能形成理想的微晶玻璃。     

高炉渣微晶玻璃体系中的析晶行为

本文以CaO、MgO、Al_2O_3和SiO_2四种氧化物为主要原料,辅以Cr_2O_3、CaF_2和Fe_2O_3为复合晶核剂,B_2O_3为助熔剂,通过高温熔融工艺制备微晶玻璃.系统地研究了四种主要原料的配比对微晶玻璃析晶行为、微观结构、晶相组成及理化性能的影响.通过DTA对基础玻璃的析晶动力学进行分析;通过SEM和XRD对微晶玻璃的微观结构和晶相组成进行分析;通过测定抗折强度、密度及抗酸碱性腐蚀对微晶玻璃的理化性能进行评价.本文创新性地以晶体平均生长指数作为正交试验的研究指标,研究表明:最优的原料配比质量分数为CaO:32%,MgO:13%,Al_2O_3:8%,SiO_2:47%,按此比例混合原料制得的试样经XRD分析得知其结晶相为单一的铝透辉石,衍射峰相比较于其他试样较强,结晶度较高;以此配比制得微晶玻璃制品其晶体平均生长指数高达2.91;最优配比制得的试样抗折强度为147.4MPa,体积密度为3.03g/cm~3,耐酸碱性腐蚀的质量损失率分别为0.37%和0.047%,各项理化性能在各组试样的比较中均处于最优水平.     

凝胶注模工艺制备闭孔多孔Al_2O_3基陶瓷

以亚微米Al_2O_3粉末为原料,Mg O为掺杂剂,Si C为高温发泡剂,利用Al_2O_3基陶瓷在高温下具有超塑性变形能力的特点,采用凝胶注模工艺制备了闭孔多孔Al_2O_3基陶瓷.研究了不同Si C含量对Al_2O_3基陶瓷烧结密度、开口气孔率、闭口气孔率及微观结构的影响,考察了Al_2O_3基陶瓷的物相组成及气孔孔径的分布和大小,并且与传统的球磨混合工艺进行了对比.研究结果表明,坯体中Mg O与Al_2O_3反应完全,多孔陶瓷的物相组成为Al_2O_3和Mg Al2O4,并伴有少量的SiO_2晶相存在.随着Si C含量的增加,其烧结密度和开口气孔率逐渐降低,闭口气孔率逐渐增加.与球磨混合工艺相比,凝胶注模工艺制备的Al_2O_3基陶瓷中闭口气孔的孔径大小和分布更加均匀.     

MgO/Al2O3对高炉渣基矿渣棉制备过程中调质熔渣析晶行为的影响

为了探究MgO/Al_2O_3对高炉渣基矿渣棉制备过程中调质高炉熔渣析晶行为的影响,利用Factsage热力学软件模拟了不同MgO/Al_2O_3时调质高炉熔渣降温过程中的理论析晶温度和析晶种类及含量,在实验室条件下以化学纯试剂模拟制备不同MgO/Al_2O_3高炉熔渣,利用XRD和SEM定性分析了不同MgO/Al_2O_3调质高炉熔渣的析晶行为。结果表明:不同MgO/Al_2O_3调质高炉熔渣均出现析晶现象,析出相主要是钙镁黄长石(2CaO·MgO·2SiO_2)和钙铝黄长石(2CaO·Al_2O_3·SiO_2),且析出相含量随MgO/Al_2O_3的变化呈规律性变化;不同析出相的开始析出温度和熔渣的固相开始析出温度随MgO/Al_2O_3值变化呈规律性变化,当MgO/Al_2O_3为0.6时,熔渣固相开始析出温度最低,为1 406.83℃,此时析晶活化能最大,此时体系最稳定。     

化学组分对微波合成堇青石-铁氧体基红外复合陶瓷结构与性能的影响

以堇青石(Mg2Al4Si5O18)、Fe2O3、MnO2、CuO和Co2O3为原料,通过微波加热合成堇青石-铁氧体基红外复合陶瓷材料,利用X射线衍射、红外光谱仪、热重-差热分析等手段分析该复合陶瓷的物相组成与结构、辐射率及热稳定性,研究名义成分对复合陶瓷材料结构与性能的影响。结果表明:该复合陶瓷中的铁氧体为混合型尖晶石结构。铁氧体含量(质量分数,下同)为10%时,随原料粉末中Fe2O3含量增加或MnO2含量减少(即Fe2O3与MnO2的质量比增大),Mn3+尖晶石相含量减少,但Fe2O3与MnO2的质量比对复合陶瓷辐射率的影响较小;w(Fe2O3):w(MnO2)的值为3:1时,随铁氧体含量增加,堇青石的衍射峰向小角度方向偏移,堇青石的晶面间距增大,陶瓷材料的辐射率相应增加;当铁氧体含量为30%时,300℃下复合陶瓷在8~14μm波段的红外辐射率达0.80~0.89。此外,微波加热合成的堇青石-铁氧体基红外陶瓷热稳定性较好,可在1300℃高温环境下使用。     

Al2O3粉末对MA-SPS制备Fe3Al材料显微组织的影响

采用机械活化-放电等离子烧结(MA-SPS)方法制备了Fe3Al材料,使用X射线衍射仪和电子显微镜对球磨粉体和烧结块体进行了研究。球磨之前加入纳米Al2O3粉末可以有效地细化烧结材料的显微组织,提高其力学性能。加入2%～5%(质量分数,以下同)Al2O3时,对显微组织的细化作用明显,材料的显微硬度提高,超过5%时,孔隙度上升,显微硬度下降。     

Effect of Fe2O3 Loading Amount on Catalytic Properties of Monolithic Fe2O3/Ce0.67Zr0.33O2 -Al2O3 Catalyst for Methane Combustion

Ce0.67Zr0.33O2-Al2O3 solid solution was prepared by the co-precipitation method. Fe2O3-based catalysts supported on the solid solution were obtained by the impregnation method. The article revealed that the optimal loading amount of Fe2O3 on Ce0.67Zr0.33 O2-Al2O3 in our experimental condition for catalytic combustion of methane was 8% （ mass fraction）. The prepared catalysts were characterized by BET, TPR, XRD analyses, and their catalytic activity was investigated after being calcined at 873 K and after being aged in water gas at 1273 K. When the loading amount of Fe203 was 8% （ mass fraction）, the catalyst held the highest activity, and the best temperature speciality and thermal stability. The complete-conversion temperature of methane for fresh and aged sample was 788 and 838 K, respectively. The range between the light-off temperature and the complete-conversion temperature was only 15 K. The characterization results of XRD indicated that Fe2O3 was well dispersed on the Ce0.67Zr0.33O2-Al2O3 matrix. The results of BET and TPR were in good harmony with the catalytic activity results.     

Fe2O3、Cr2O3掺杂对4YSZ导电性能的影响

用柠檬酸溶胶-凝胶法制备了分别掺Fe2O3和Cr2O3的4YSZ前驱体凝胶,凝胶在500℃预烧,压制成圆片状后在1 300℃煅烧2 h得到所需试样;分别研究Fe2O3、Cr2O3的不同掺量对试样的烧结性能、电导率的影响。结果表明掺Fe2O3可提高试样的电导率和烧结性能;掺Cr2O3可提高试样的低温电导率,但使试样的烧结性能下降。     

CeO2对Fe2O3压团焙烧行为及强度的影响

在 Fe2 O3试剂中添加CeO2制成压团试样，对其进行预热及焙烧，利用 X射线衍射、DSC和 SEM相结合的方法，研究CeO2含量对试样抗压强度的影响机理。结果表明，在975℃预热压团中形成了Ce-Fe-O 固溶体，使Fe2 O3晶粒间的连接增强，预热压团强度增大；在1250℃焙烧压团中Ce-Fe-O 固溶体发生了脱溶和分解，析出的高熔点氧化物CeO2存在于 Fe2 O3晶粒间，阻碍了 Fe2 O3晶粒之间的连晶生长，使焙烧压团的强度随 CeO2含量增多而降低。     

Fe2O3对氧化物弥散强化Fe12CrWTiY合金的显微组织和高温拉伸性能的影响

采用气体雾化Fe-12Cr-2.5W-0.4Ti-0.25Y合金粉末,添加1%(质量分数)的Fe2O3作为携氧剂,制备氧化物弥散强化Fe-12Cr-2.5W-0.4Ti-0.25Y高温合金。测定该合金在室温以及550~850℃的高温抗拉强度,采用X射线衍射仪分析合金的物相组成,通过扫描电镜和透射电镜观察合金的组织和拉伸断口形貌。结果表明,添加Fe2O3后,合金晶粒细化,平均晶粒尺寸由8.6μm减小到7.3μm。基体中第二相除纳米尺寸的Ti2Y2O7外,还形成20~200nm和1~10μm两种尺度的Y3Fe5O12、Cr1.3Fe0.7O3和(Cr0.88Ti0.12)2O3等多种复合氧化物,以及宽度分别为200~300nm和5~30 nm的板条组织,室温、550℃和850℃下的抗拉强度分别为1 257、1 108、和128 MPa,比未添加Fe2O3的合金分别提高50.7%,39%和30.6%。添加Fe2O3增加了氧化物的数量,提高了弥散强化效果,但微米尺度氧化物第二相的膨胀系数与基体不同,在高温下与基体的界面产生分离,优先形成裂纹源,降低高温强化效果。     

Li2O对CaO-Al2O3基保护渣结晶性能的影响

摘要：高铝钢用新型CaO-Al2O3基连铸结晶器保护渣结晶性能较强,在连续浇铸过程中易出现润滑与传热功能协调不均的问题。基于此,针对新型CaO-Al2O3基保护渣,考察了典型助熔剂Li2O对保护渣析晶温度、析晶物相等性能的影响,并进行了相关结晶动力学分析。结果表明,提高Li2O含量可使保护渣的临界冷却速率和初始结晶温度呈现先降低后升高的趋势,当Li2O质量分数为4%时,保护渣结晶倾向最弱。随Li2O质量分数从0增至6%,保护渣的结晶孕育时间先延长后缩短。析晶物相由CaAl4O7+CaF2转变为CaAl4O7+CaF2+LiAlO2,Li2O的加入及其含量的提高促进了LiAlO2的析出。此外,随Li2O质量分数从0增至6%,保护渣结晶活化能先增大后减小,析晶过程受到的阻力先增强后减弱,与结晶性能的变化规律相吻合。     

超级双相不锈钢00Cr25Ni7Mo3.5N表面原位氧化研究

 采用高温XRD技术研究了超级双相不锈钢00Cr25Ni7Mo3.5N表面原位氧化行为。对该钢种在空气条件下进行连续加热,选取一些温度点进行测试,研究了其表面氧化物的生长规律,并分析了第二相的析出行为。结果表明, 600 ℃以下表面组织均为α、γ两相结构。800 ℃时α相开始被氧化成α Fe2O3,900 ℃时α相被氧化成α Fe2O3和Fe3O4,继续加热至1000 ℃时α相全部氧化消失。即使温度升高到1100 ℃,γ相也没有被氧化。而在空气条件下,不同温度水淬样品内部的室温组织始终保持α、γ两相结构,并且随温度增加,α相比例逐渐增加。此外,加热过程中还发现表面与内部的σ相几乎同步产生和消失。     

碱金属对铁氧化物气-固还原行为的影响

 利用热重分析的方法研究了Fe2O3在竖式电阻炉内被CO/CO2混合气体还原,Na2O对其还原行为的影响,共设计了4个成分,分别为纯Fe2O3、Fe2O3-1％Na2O、Fe2O3-3％Na2O和Fe2O3-5％Na2O。在还原过程中由于还原失氧引起的试验小饼失重量被实时记录下来,根据这些数据可以计算出还原反应速率以及化学反应的速率常数,以此来判断Na2O对Fe2O3还原性的影响。同时利用扫描电镜观察了还原后试样的微观形貌变化。研究发现：Na2O的存在将阻碍Fe2O3的还原。通过对还原后小饼的显微形貌观察,结合FeO-Na2O二元相图,发现这种负面影响主要是由于在还原过程中产生液相引起的。另外,还检测了还原前后试验小饼的孔隙率和体积变化。检测结果确认：还原后含Na2O的试验小饼的孔隙率和体积都有所下降。分析认为这种现象同样归因于还原过程中液相的产生。     

纳米Y2O3 对97W-2Ni-Fe 合金组织与性能的影响

以W、Ni、Fe元素粉末和纳米Y₂O₃粉末为原料,制备97W-2Ni-1Fe和96.5W-2Ni-Fe-0.5Y₂O₃钨合金,通过扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)等手段进行表征,并结合黏结相的面积分数和W晶粒接触度的分析,研究烧结温度与添加纳米Y₂O₃对高密度钨合金微观组织与力学性能的影响。结果表明:随烧结温度升高,钨合金的晶粒尺寸和力学性能明显增加。在1510℃(液相)烧结温度下,添加纳米Y₂O₃使钨晶粒尺寸从21.6μm减小至7.8μm,黏结相的面积分数从4.45%增加至5.35%,接触度为0.67,合金力学性能显著提升,抗拉强度达到611 MPa,硬度(HRC)为40.1。96.5W-2Ni-Fe-0.5Y₂O₃合金的拉伸断裂形态为黏结相的撕裂和少量W晶粒解理断裂,添加纳米Y₂O₃使得黏结相撕裂的比例增加。     

LiMn2O4的Al2O3室温固相包覆及其电化学性能研究

首次采用一种室温固相法对LiMn2O4进行Al2O3表面包覆。采用X射线衍射（XRD）,扫描电镜（SEM）技术对产物的结构和形貌进行了表征,同时对其电化学性能进行了检测。结果表明,通过表面包覆,LiMn204材料的循环性能,特别是高温循环性能,得到了有效的改善。在3．25～4．35V的充放电电压区间内,表面包覆AlE0,质量分数为1％所制备的LiMn2O4材料显示出优良的电化学性能,在25℃和55℃,分别可达到0．5C 120．2mAh／g和117．9mAh／g,经过50次循环后容量保持率分别为96．59％和94．23％。