β-硅酸二钙对腐殖酸钠的吸附特性

通过考察β-硅酸二钙(β-C2S)对腐殖酸钠的吸附动力学及热力学,研究了其对腐殖酸钠的吸附行为,并探讨了吸附前后β-C2S表面zeta电位的变化规律。结果表明:根据吸附等温曲线的相关数学模型拟合,得出β-C2S对腐殖酸钠的吸附过程符合Langmuir吸附等温式模型,同时符合二级吸附动力学。吸附自由能变为–20～0kJ/mol,表明此过程属于物理吸附和化学吸附共存,以物理吸附为主的自发吸热过程。表面zeta电位的测定表明在铝酸钠溶液中β-C2S表面带负电荷。     

硅酸二钙多晶体的红外光谱鉴定

我国的水泥研究工作者利用红外光谱对水泥矿物性能分析方面了解得不多,很难见到有关这类文章的发表。一般认为,红外光谱主要应用于有机官能团的分析,其实对无机物的应用还要简单。本文就红外光谱应用于硅酸二钙多晶体鉴定进行了论述。 1 红外光谱概述当一束具有连续波长的红外光照射某物质时,该物质的分子就要吸收一部分光能,并将其变成另一种能量,即分子的振动能量和转动能。因此将其透过的光用单色器进行色散,以百分吸     

硅酸二钙的结构与活性

硅酸二钙既是硅酸盐水泥熟料的主要矿物,也是硫铝酸盐水泥熟料的主要矿物,并且有可能成为吸收捕集二氧化碳材料的重要矿物。发展以硅酸二钙为主要矿物组成的低钙、低碳排放胶凝材料正在成为研究热点。本文在简述硅酸二钙结构及其晶型转变的基础上,综述分析了硅酸二钙在高温合成过程中外来离子对其结构与活性的影响;硅酸二钙在水化阶段液相中外来离子对其活性发挥的影响,以及利用硅酸二钙在结构上易发生碳化反应的特点,制备可吸收二氧化碳材料的现状。在此基础上,展望了硅酸二钙结构与活性研究及其应用的发展趋势。     

硅酸二钙烧成过程中的数学模型研究

提出了一种无烧结条件下硅酸二钙烧成过程的数学模型,在给定模型初始和边界条件下运用软件MATLAB/pdetool模拟了某一粒径下颗粒的传热和传质过程。模拟发现,反应是在一个明显界面上进行,温度和钙离子浓度随着反应的进行无限趋近于设定的模型边界值,模拟结果同笔者的实验结果基本符合。同时在该模型的基础上运用煅烧动力学方程对几种不同粒径颗粒的烧成过程进行了数值计算,计算结果同样与笔者的实验结果较为符合,在误差允许的范围之内。因此可以认为该模型能用来模拟粒径在微米到毫米级范围内二氧化硅颗粒的煅烧过程。     

硅酸二钙烧成过程动力学参数测定

对硅酸二钙(C2S)形成过程的各项动力学参数进行了测定计算,得到了不同温度下SiO2转化率G与时间t的关系.采用了金斯特林格(Ginstling)方程作为固相反应模型,对C2S的形成过程进行描述;计算了不同煅烧温度下固相反应的反应速率常数K、钙离子的扩散系数D;得到C2S形成的表观活化能Ea为167.4 kJ·mol-1,指前因子A为20.94.     

聚乙二醇在硅酸二钙表面吸附的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟研究了在真空和水溶液环境下聚乙二醇在β-2CaO·SiO₂表面吸附的规律及其机理。在真空环境下聚乙二醇与β-2CaO·SiO₂不同晶面的吸附强弱顺序依次为:(110)>(010)>(011)>(001)≈(101)>(100);而在水溶液环境下其吸附强弱顺序为:(010)≈(110)≈(001)>(011)>(101)>(100)。真空和水溶液环境下在343～363 K时温度对聚乙二醇与β-2CaO·SiO₂(110)晶面相互作用时的单位面积吸附能影响不大,但当在聚合物链节数较小时单位面积吸附能随链节数的增加而明显增加。在水溶液的环境中,分别构造了β-2CaO·SiO₂和聚乙二醇与水分子的径向分布函数,水分子与聚合物、β-2CaO·SiO₂表面之间都存在吸附能,由于水分子较小,其对聚合物与晶面的吸附产生排斥作用,导致聚合物在水环境中与硅酸二钙晶体吸附能降低。     

机械力化学作用对硅酸二钙晶体结构的影响

采用X射线衍射技术和红外光谱分析手段对β—C2S单矿物在高能球磨作用下的微观结构与化学键的变化进行了研究。结果表明，在机械力的持续作用下，不仅β-C2S的晶粒尺寸大小、显微应变和有效Beff参数增大．并显示出明确的阶段性，而且导致了Si-O键的断裂与重组、振动能提高和晶体的无序化，最终使β-C2S发生机械力化学变化，活性增强。     

y型硅酸二钙碳酸化反应动力学

硅酸钙矿物碳酸化胶凝材料是极具发展潜力的新型低碳建筑材料。在硅酸钙矿物中,γ型硅酸二钙具有较高的常温碳酸化反应活性。以γ型硅酸二钙润湿粉末为研究对象,探明了其碳酸化程度随反应时间、颗粒粒径、温湿度、分压和水固比等的发展规律,结合优化的缩核模型和经验方程,建立了碳酸化反应动力学方程。结果表明:动力学模型和实际结果的拟合程度良好,由于碳酸化产物的包裹阻碍溶出离子的扩散是碳酸化反应的主要控制因素。     

ZrO2陶瓷的微波烧结制备及其性能

以微波热解制备的氧化锆粉体为原料、氧化钇为烧结助剂,采用微波烧结方式制备氧化锆陶瓷,研究了不同氧化钇含量对氧化锆陶瓷的微波烧结行为、物相组成、显微结构及致密化的影响。结果表明:在微波烧结过程中,随着Y_2O_3含量的增加,ZrO_2陶瓷的物相从m-ZrO_2逐渐转变为m-ZrO_2与t-ZrO_2(c-ZrO_2)并存,且ZrO_2陶瓷的晶粒随着烧结助剂含量的增加而逐渐变小,样品致密度下降。当烧结温度为1 450℃时,微波烧结获得的未添加烧结助剂的样品致密度达到99%,远远高于传统电阻烧结所获得样品的致密度。     

微波烧结工艺对Sialon陶瓷刀具材料力学性能的影响

采用微波烧结技术制备Sialon陶瓷刀具材料,主要研究烧结温度和保温时间对Sialon陶瓷刀具材料力学性能的影响规律,并结合微观形貌对其影响规律进行分析,旨在制备性能优异的陶瓷刀具材料。结果表明：在烧结温度为1 600℃、保温时间为15 min时,刀具材料具有最优的力学性能,其致密度、Viekers硬度、断裂韧性分别为98.9%、17.8 GPa和5.9 MPa·m^1/2。在此烧结工艺下,样品的微观组织均匀,内部气孔较少,有利于材料力学性能的提高。采用微波烧结技术可以在较短的保温时间内得到性能优异的陶瓷刀具材料,提高了生产效率。     

陶瓷的微波烧结及研究现状

介绍了微波烧结原理与特点、微波烧结设备与工艺参数以及微波烧结技术在陶瓷材料领域中的应用和所取得的研究成果。同时也指出了目前微波烧结应用中有待进一步研究和开拓的问题。     

氮化铝陶瓷的微波烧结研究

利用ＴＥ１０３单模腔微波地系统对ＳＨＳ制备的ＡｌＮ粉的加热烧结特征，烧结样品的显生结构进行了研究。通过适当的保温措施和烧结工艺实现了ＡｌＮ陶瓷的微波快速烧结。     

Y,Ce—TZP陶瓷的微波快速烧结

微波烧结工艺具有烧结快速、产品致密、晶粒细小以及微观结构均匀等特点。本文研究了影响微波微快速烧结了ＴＺＰ陶瓷的各种因素，并与常规结作对比，着重从样品的力学性能、四方相含量和微观结构几方面探讨几烧结的种种特性     

原材料和制备工艺对硅酸锌陶瓷微波介电性能的影响

为了提高硅酸锌介质陶瓷的性能,研究了添加物、原材料和制备工艺对其微波介电性能的影响。采用固相法、并以去离子水代替乙醇作分散剂制备陶瓷粉料,闭腔法测量其无载Q值和频率温度系数。研究结果表明原材料的粒度、球磨工艺和烧结温度对Q.f值影响大,添加物TiO2不仅调节频率温度系数(τf),而且促进陶瓷烧结。当TiO2(wt%)12%,1240℃烧结时,获得优良的微波介电性能:介电常数(εr)为10.2,Q.f=91640GHz,τf=-5.78ppm/℃。并用该组成的材料制作了中心频率f0=5.4GHz,带宽Δf=96MHz,插损小于1.3dB的两级片式介质带通滤波器,可以用于通信系统。     

(Zr0.8Sn0.2)TiO4(ZST)微波介质陶瓷微波烧成工艺研究

分别采用传统的电热烧结和微波烧结制备了ZST微波介质陶瓷,研究了烧结温度对介质陶瓷烧结性能、微观结构、相组成和微波介电性能的影响。结果表明:与传统电热烧结相比,在所得材料密度近似的情况下,微波烧结能降低烧结温度约70℃、缩短烧结时间2.5h,所获材料密度分布的标准差大大减小;微波烧结后材料由(Zr0.8Sn0.2)TiO4斜方晶单一晶相组成,随温度升高,无新相产生;微波烧结所得材料的晶粒尺寸均匀、结构致密;材料的介电常数和品质因数随着微波烧结温度的提高而增大,对应数值分别比传统烧结方式提高17.5%和14.3%左右。     

ZTA陶瓷微波烧结研究

采用２．４５ＧＨＺ，５ＫＷ功率源的多模腔微波烧结装置对１５％（按质量计，下同）ＺｒＯ２（２．５％ｍｏｌ）Ｙ２Ｏ３＋８５％Ａｌ２Ｏ３的ＺＴＡ陶瓷的微波加热烧结特性，显微结构和力学性能作了较系统的研究，并与常规烧结进行比较，通过合理的保温结构设计和良好的爱人本负载阻抗匹配实现了微波快速绕结。实验发现：在多模腔中ＺＴＡ陶瓷坯体经微波加热约３０ｍｉｎ至１５４０℃保温２０ｍｉｎ（共约５０ｍｉｎ），其密度可达     

微波烧结SiC-Cu/Al复合材料的工艺及机理

用微波烧结工艺成功制备了铜包裹碳化硅颗粒增强铝基(SiC-Cu/Al)复合材料,利用扫描电镜和X射线衍射分析仪对烧结样品进行表征,并讨论了烧结过程及机理.研究表明:采用多晶莫来石纤维棉、硅碳棒和氧化铝坩锅组合设计的保温结构能很好地促进烧结.烧结温度为720℃时,SiC-Cu/Al复合材料的密度取得最大值为2.53g/cm3.SiC-Cu/Al复合材料的硬度随烧结温度的升高的变化成马鞍状.烧结温度对样品显微结构的影响较大,随着烧结温度的升高,相分布的均匀性降低,在较高的烧结温度下会出现SiC颗粒的偏聚.涡流损耗和界面极化损耗是促进微波烧结的主要动力.     

共沉淀喷雾干燥法制备YSZ粉料及其对烧结密度的影响

用共沉淀结合喷雾干燥法制得了可直接用于煅烧、成型的Y_2O_3稳定的ZrO_2粉料。用扫描电镜观察了喷雾干燥得到的粉料团聚体的尺寸、形貌,以及与喷雾干燥条件的关系。发现了共沉淀悬浮液的球磨对喷雾干燥后粉料的热行为的影响。喷雾干燥制得的粉料在1350、1500℃烧结后,相对密度分别达96.5％、97.8％;而烘箱干燥的粉料在相应温度下烧结,相对密度只达88％、93％。     

半透明氮化硅陶瓷的放电等离子烧结制备及性能

用放电等离子烧结(spark plasma sintering,SPS)技术,以质量分数(下同)为9%氮化铝(A1N),3%氧化镁(MgO)为烧结助剂,在1850℃烧结5min,成功制备了半透明氮化硅(Si3N4)陶瓷.半透明Si3N4陶瓷在中红外波段表现出良好的透过率,最大透过率为66.4%.SPS的快速致密化过程保证了烧结体具有良好的晶体结构,有利于提高透过率.SPS快速的烧结过程和A1N和MgO的加入能够有效抑制烧结过程中Si3N4陶瓷由α相向β相的转变,是制备光学性能良好的Si3N4陶瓷的关键.报道了半透明Si3N4陶瓷的其他性能.光学性能与其他性能的结合,势必大大拓宽Si3N4陶瓷的应用领域.     

铝矾土-伊利石-高岭土体系陶瓷材料制备工艺的研究

以生铝矾土、高岭土和伊利石为主要原料,采用传统陶瓷工艺方法,制备了铝矾土-伊利石-高岭土体系陶瓷材料。以Al2O3质量分数在60～65%范围的坯料为研究对象,研究了原料配比和坯料细度等因素与试样的烧成温度及抗弯强度的关系。利用XRD、SEM等分析手段对材料的物相组成和显微结构进行了表征。结果表明:铝矾土-伊利石-高岭土体系陶瓷材料,在1320～1360℃烧结范围内能够制备抗弯强度110～140MPa的高强度陶瓷材料;提高铝矾土的含量和原料的细度均有利于强度的提高;添加适量的滑石有助于强度的提高以及烧结温度的降低;在原料配比相同的条件下,烧结范围下限附近烧成的试样强度较高。