白云鄂博尾矿含量对微晶玻璃析晶特性和性能的影响

以白云鄂博某尾矿为主要原料、以Cr₂O₃为晶核剂制备尾矿微晶玻璃，使用DSC、XRD、SEM、TEM以及Raman光谱等手段对其表征并测试其析晶特性、抗折强度、维氏硬度和耐酸性，研究了尾矿含量对其析晶特性和性能的影响。结果表明，微晶玻璃的主晶相由辉石相和钙铝黄长石相构成，其中晶核剂Cr₂O₃因形成尖晶石晶核诱导辉石相析出。随着尾矿含量的提高微晶玻璃的力学和耐腐蚀特性呈现降低的趋势。其原因是，尾矿含量的提高使CaO的含量过高，在晶体的生长过程中滑动和迁移受阻进而在微晶玻璃中产生空洞和缺陷。同时，微晶玻璃中钙铝黄长石相/辉石相比例增大也不利于其性能的提高。白云鄂博尾矿中共生的稀土元素在晶界处形成铈钙硅石第二相，可减小晶界面积并降低晶界总能量，有助于提高微晶玻璃的力学和耐腐蚀性能。     

熔制保温时间对CAMS系矿渣微晶玻璃结构与性能的影响

以白云鄂博二次选后尾矿、高炉渣和粉煤灰为主要原料,采用熔融法制得CaO-Al_2O_3-MgO-SiO_2(CAMS)系微晶玻璃,利用DSC、XRD、SEM、EDS、Raman、红外光谱及理化性能测试手段,研究了熔制过程中不同保温时间对微晶玻璃结构与性能的影响。结果表明:随着熔制保温时间的延长,矿渣玻璃熔液中氟的挥发及对氧化铝坩埚的侵蚀导致基础玻璃中氟含量降低而Al2O3含量升高,基础玻璃析晶温度呈先上升后下降的趋势,微晶玻璃主晶相为透辉石,晶粒出现先细化后粗化的趋势,第二相萤石相随着保温时间的延长逐渐消失,最终导致微晶玻璃结构及理化性能发生改变。当玻璃熔制保温时间为5h时,制备的微晶玻璃综合性能最优,其密度、抗折强度、显微硬度及耐酸碱性分别为3.09g/cm3、201 MPa、7 021 MPa、97.78%和98.83%。     

热处理对Mg-Al-Si-Ti-B系微晶玻璃析晶及介电性能的影响

采用差热分析仪(DSC), X射线衍射仪(XRD)及扫描电子显微镜(SEM)等测试手段, 研究了不同烧结制度下19MgO-23Al₂O₃-53SiO₂-4TiO₂-2.5B₂O₃(wt%, M-A-S-T-B)系微晶玻璃样品的析晶过程、相成分与含量及微观形貌, 并分析了核化与晶化时间对材料微波介电性能的影响关系。结果表明, 根据玻璃受控析晶机制, 当热处理制度为850℃/2 h+950℃/2 h时, 斜顽辉石(MgSiO₃)相得以较好的析出, 且伴随有α-堇青石(Mg₂Al₄Si₅O₁₈)、镁铝硅酸盐(xMgO-yAl₂O₃-zSiO₂)和方石英(α-SiO₂)相的析出。随着核化时间的延长, M-A-S-T-B体系各晶相种类及析出量变化不明显; 而随着晶化时间的延长(20 h), 材料的晶化程度提高, 品质因数(Q×f)得以提升, 颗粒状晶粒析出趋于显著; 但当晶化时间进一步延长至30 h时, 样品致密度降低, 介电损耗略有增大。在热处理制度为850℃/2 h+950℃/20 h下, 样品获得的微波介电性能较优: ε_r=3.85、τ_f ≈-5.37×10^-6/℃和Q×f ≈12740 GHz(f₀=13.973 GHz)。     

晶化温度对白云鄂博东尾矿微晶玻璃析晶及性能的影响

利用白云鄂博东尾矿和粉煤灰为主要原料,添加少量石英砂、氧化钙等化学原料,制得了高性能的CaO-MgO-Al2 O3-SiO2(CMAS)系尾矿微晶玻璃,研究了微晶玻璃制备过程中的核化及晶化处理条件对其微观结构及性能的影响。首先通过 DTA、XRD、SEM 及 HRTEM 等测试手段对微晶玻璃的析晶过程进行了表征。结果表明,适当的核化处理温度可使微晶玻璃中产生磁铁矿晶核,这些晶核可作为异质表面促进主晶相辉石相的析出。性能测试结果表明微晶玻璃的密度、抗折强度及耐酸度与微晶玻璃晶化温度有关,晶化温度为850℃的微晶玻璃试样结晶程度最高、综合性能最优。更高的晶化温度导致微晶玻璃中空隙及缺陷的产生,反而降低了其物化特性。     

尾矿微晶玻璃的析晶动力学和显微组织研究

采用DTA、XRD、SEM分析方法研究了不同尾矿含量微晶玻璃的晶化行为和显微组织.利用Ozawa和Kissinger方程计算出析晶活化能E和Avrami常数n,结果表明,试样的n近似为3.0,以体析晶为主.当试样中尾矿含量为50%时,晶粒分布均匀且颗粒较小,尺寸约为0.2μm;当尾矿含量为70%时,析晶活化能最低,为582.96kJ/mol,主晶相均为钙长石.     

晶种对低温烧结BaO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃析晶的影响

用烧结法制备了化学计量比和高Ba含量的两组BaO-Al2O3-SiO2(BAS)系微晶玻璃,研究了晶种对低温烧结BaO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃析晶的影响.结果表明,玻璃的软化温度随着品种含量的增加而提高.在两组玻璃粉中添加晶种有助于降低析晶活化能,促进六方钡长石和单斜钡长石的析出;晶种含量为1%时活化能最小,成分为化学计量比的玻璃析晶峰值温度也最低.在850℃保温时间2 h,添加1%晶种的BAS系微品玻璃全部转变为单斜钡长石.在两组成分的BAS系微晶玻璃中,六方钡长石的析出表现为整体析晶.不加晶种时,单斜钡长石通过六方钡长石一单斜钡长石的晶型转变析出,表现为整体析晶;添加晶种后,单斜钡长石主要因"同构"效应直接从基础玻璃中析出,表现为表面析晶.     

晶核剂及热处理对锂铝硅系微晶玻璃晶化和性能的影响

采用差热分析法研究了LAS玻璃的析晶动力学,讨论了4.5wt%TiO2和2wt%TiO2 2.5 wt% ZrO2两种晶核剂对该系统玻璃晶化过程的影响.通过正交实验确定了玻璃晶化的最优热处理制度,并研究了热处理对微晶玻璃的晶相、显微结构及热膨胀性能的影响.结果表明:与采用TiO2单一晶核剂相比,采用TiO2 ZrO2复合晶核剂的玻璃析晶活化能E降低,晶化指数n加大,体积析晶趋势增大.热处理制度能控制晶相的析出,析晶初始温度下首先析出的晶体为β石英固溶体,晶化温度升高转变为β锂辉石固溶体,可以使样品的热膨胀性能符合要求,最优的热处理制度(使热膨胀系数最小)为:核化温度720℃,核化时间1.5小时,晶化温度810℃,晶化时间2.5小时.     

BSTS极性微晶玻璃析晶机理及其制备工艺

BaO-SrO-TiO2-SiO2(BSTS)玻璃系统通过热处理产生晶粒定向的Ba2TiSi2O8极性取向的微晶体.样品在热处理过程的升温阶段和保温阶段通过冷却获得,采用SEM对样品结晶形貌和取向进行分析,研究晶粒生长与温度和时间的关系,从而为工艺的确定提供依据.     

CaO-MgO-Al2O3-SiO2-F系统微晶玻璃的析晶行为和力学性能

以CaO-MgO-Al2O3-SiO2-F系统微品玻璃为基础,通过调整基础玻璃成分和热处理工艺得到了主晶相为透辉石并含有氟金云母相的微晶玻璃.采用XRD和SEM等测试手段分析了析晶行为和显微组织形貌,并研究了力学性能与显微结构之间的关系.结果表明:CaF2的加入促进了体系的整体析晶并成为其他晶相的异质形核中心;试样的力学性能与显微组织有很大的关系,当试样在800℃热处理2h后,晶粒细小结构致密,具有较高的抗弯强度和断裂韧性.     

Cr2O3对尾矿氟金云母微晶玻璃电学性能和切削性能的影响

以金尾矿为主要原料,采用传统熔融法制备尾矿氟金云母微晶玻璃。利用DSC、XRD、SEM等检测手段,对尾矿氟金云母微晶玻璃的组织结构、电学性能、加工性能进行研究。实验结果表明:以Cr_2O_3为晶核剂,650℃核化2 h,860℃晶化3 h,可制备主晶相为KMg_3(Si_3AlO_(10))F_2的氟金云母微晶玻璃。随着Cr_2O_3含量增加,其晶体交错程度增大,径厚比达73。常温下,尾矿微晶玻璃体积电阻率达10~(12)Ω·m,而温度达到600℃时,尾矿微晶玻璃体积电阻率为10~6Ω·m;常温100 kHz时,尾矿微晶玻璃的介电常数为8.79～9.64,介电损耗为10~(-3)。随着Cr_2O_3含量增加,材料硬度逐渐下降后达到稳定,材料切削性能先增强,之后趋于稳定,基于材料硬度计算所得的切削性大于0.032。     

壳聚糖/羟基磷灰石引导组织再生膜材料的制备和性能

用生物矿化交替沉积法成功在CS基质膜表面构建HA涂层,并进行了表征.结果表明,HA含量随着沉积循环数增加而增加,且在4个循环后基本达到饱和,饱和含量为8.8%;随着沉积循环数增加HA由均一颗粒状转变为无规则平板状;拉伸强度由纯CS膜的68.6 MPa降低到沉积5个循环后的46.9 MPa.控制沉积数可调控HA的含量、形貌和力学强度,以满足引导组织再生术需要.     

羟基磷灰石晶体在有机膜上的受控生长

研究了十六胺有机膜对羟基磷灰石(HAP)的晶体结构、形核、晶体形貌和结晶学定向生长的调控作用及其机理.结果表明:无有机膜时,生成物为磷酸八钙(OCP)和羟基磷灰石(HAP)的混合物,其生长速率很低且晶体排列无一定规则;在十六胺有机膜的调控下,生成物为规则排列、沿(0001)定向生长、结晶良好的片状纳米羟基磷灰石晶体,且其形核和生长速率均很高十六胺有机膜上有大量极性强、电荷密度高的NH 3基团,它们通过静电作用在有机膜/溶液界面处形成局域过饱和浓度,促进羟基磷灰石晶体的形核;另一方面,十六胺有机膜的二维晶格尺寸与HAP(0001)面的晶格参数具有良好的匹配关系,构造了一个有利于HAP以(0001)面形核生长的结构框架,促进了HAP相沿(0001)方向的定向生长.     

热处理对Ba2Co0.6Zn1.0Cu0.4Fe12O22（Co2Y）铁氧体磁性能的影响

用化学共沉淀法制备均匀、细小、高活性的Y型平面六角铁氧体前躯体粉体,将前躯体在600-1050℃煅烧后在1000℃烧结,并对烧结样品进行表征,研究了热处理对Ba₂Co_0.6Zn_1.0Cu_0.4Fe₁₂O₂₂（Co₂Y）铁氧体性能的影响。结果表明,前躯体的颗粒粒度分布集中,粒径大小约为3μm。在较低温度（900℃）煅烧的样品能形成纯相Y型平面六角铁氧体;其比饱和磁化强度随着煅烧温度的升高而增大,对应磁环的起始磁导率先降低后增大;在900℃煅烧的样品σ_s≈17.262 A·m²·kg^-1、H_c≈5.146 kA·m^-1,频率为100 MHz,其μ_i≈3.7、Q≈13.4。     

超薄四面体非晶碳膜的结构和性能

使用磁过滤阴极真空电弧(FCVA)技术制备不同厚度的超薄四面体非晶碳膜(ta-C)，研究了表征和测量超薄ta-C碳膜微观结构和性能的方法以及膜厚的影响。使用X射线衍射仪验证椭圆偏振光谱仪联用分光光度计表征膜厚度的可靠性并测量了膜密度；用拉曼谱分析薄膜的内在结构，验证用椭偏联用分光光度计表征sp³ C含量的可靠性；用Stoney^，s公式计算了薄膜的残余应力。结果表明，薄膜的厚度由7.6 nm增大到33.0 nm其沉积速率变化不大，为1.7±0.1 nm/min；根据椭偏联用分光光度计的表征结果，薄膜中sp³ C的含量逐渐减少，拓扑无序度降低，与拉曼谱的表征结果一致；厚度为7.6 nm的超薄ta-C碳膜中p³ C的含量最高；随着厚度的增大薄膜中的残余压应力从14 GPa降低到5 GPa；厚度为11.0 nm的薄膜主体层密度最大，为3070 kg/m³，致密性较好；厚度对薄ta-C碳膜表面粗糙度的影响较小。用椭偏和分光光度计测量超薄ta-C碳膜的厚度和表征显微结构是可行的，X射线反射法可用于测量超薄ta-C碳膜密度和表面粗糙度，但是对薄膜的质量要求较高。     

钴掺杂对氧化镍薄膜电致变色性能的影响

采用恒电位法在FTO玻璃上沉积Co与Ni摩尔比为0.16:1的薄膜,用X射线衍射仪、扫描电镜和能谱仪分析了膜的成分、结构和形貌,用紫外-可见分光光度计表征了膜的透光性能,用循环伏安法表征了膜的电化学稳定性和可逆性,用双电位阶跃法表征了膜的开关响应时间,研究了钴掺杂对氧化镍薄膜电致变色性能的影响。结果表明,钴掺杂使NiO薄膜颗粒更加细小和均匀,提高了薄膜在可见光波段着色态与消色态之间的透光率差值,降低了电致变色反应的工作电压,有利于薄膜在电致变色过程的可逆性,缩短了着色响应时间。     

烧结温度对PNW-PMN-PZT陶瓷结构和力学性能的影响

CeO2掺杂Pb0.94Sr0.06(Ni1/2W1/2)0.02(Mn1/3Nb2/3)0.07(Zr0.51Ti0.49)O3(PNW-PMN-PZT)陶瓷采用传统固相烧结法制备.借助X-射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X-射线能谱分析(EDAX)及密度、硬度和弯曲强度研究了烧结温度对陶瓷结构和机械性能的影响.研究发现,烧结温度的提高可使三方-四方相变、晶体四方度和晶粒尺寸增大,而使晶粒表面的残余应变减小.EDAX结果表明,材料组成和结构的不均匀性随烧结温度的提高而加剧,过高的烧结温度可导致Ni、Ce元素在晶界严重偏析积聚.1000℃烧结的陶瓷具有最佳的力学性能,这与合适烧结温度对材料晶粒尺寸、残余应变、组成和结构的均匀性以及气孔率的影响有关.     

TiAl合金防护涂层先驱溶胶的热分解和晶化过程

研究了作为涂层粘结剂的Y溶胶转变为凝胶后在加热过程中发生的热分解和相变过程,结果表明:在115℃凝胶中大量有机溶剂和自由水逸出,在180-280℃凝胶分子间发生缓慢的缩合反应并脱去结合水,在380℃羧酸盐分解为碱式碳酸盐,在440℃碳酸盐分解并析出Y_2O_3微晶,在600℃Y凝胶分解完全并转化为α-Y_2O_3。     

非化学计量比SbOx薄膜的结晶动力学研究

利用直流磁控反应溅射法在不同氧分压下制备了SbOx薄膜,对退火前后薄膜的X射线衍射(XRD)分析表明,退火后薄膜结构发生了从非晶态向晶态的转变.利用示差扫描量热法(DSC)测出不同升温速度条件下非晶态薄膜粉末的晶化峰温度,用Kissinger公式计算了材料的结晶活化能计算结果表明,随着溅射时氧分压的增加,薄膜的结晶活化能增加,而相应的非晶态与晶态之间的焓差则呈现出相反的变化趋势.     

SO_4~（2-）对Mn掺杂硫磷酸盐玻璃结构和发光性能的影响

采用高温熔融法制备了Mn掺杂P_2O_5-ZnO-ZnSO_4-Na_2O硫磷酸盐玻璃,研究了不同SO_4~（2-）含量下玻璃结构的变化以及Mn离子的发光性能。结果表明：在409 nm光激发下,MN离子掺杂硫磷酸盐玻璃可产生500 nm到750 nm的宽带发射,SO_4~（2-）的引入改变了Mn~（2＋）周围的配位场,...