釉熔体中Fe2O3的析晶过程及釉面呈色

在 Na₂O–Mg O–Ca O–Al₂O₃–SiO₂–P₂O₅的多元釉系统中,通过研究不同氧化铁含量釉熔体的显微结构及析晶行为规律,揭示了釉面不同呈色的机理。结果表明：磷酸钙促进了釉系统中的分相作用,进而对釉面呈色起到重要作用;当氧化铁浓度较小时,Fe³⁺以离子形式存在,这时 Fe³⁺以化学发色为主导致釉面呈现墨绿色;随着氧化铁的增加,釉层分相作用加强其相界面增大,入射光在大量的相界面间经过多次的散射和消耗被吸收,最终形成釉面的黑色效果;过量的氧化铁会从釉层硅酸盐网络体系中析出,形成 α-Fe₂O₃纳米晶体导致釉面呈现出红色;釉层的 α-Fe₂O₃纳米晶体继续长大形成针状阵列排布结构,进而对入射光进行相干散射形成釉面的银灰色效果。随着氧化铁用量的变化,化学发色和结构发色的共同作用形成釉面的不同呈色效果。     

Al2O3/SiO2对铝硼硅酸盐玻璃结构与性能的影响

采用高温熔融法制备了铝硼硅酸盐玻璃。通过改变玻璃组成中Al₂O₃/SiO₂比,研究了玻璃组成对玻璃性能的影响。通过光电子能谱(XPS)和核磁共振波谱(NMR)分析了玻璃的结构。结果显示,在Al离子多的玻璃中,Al离子主要形成[AlO₄]结构和少量五配位[AlO₅]、六配位铝[AlO₆]结构,Si离子主要形成Q4结构;在Si离子多的玻璃中,Al离子主要形成[AlO₄]结构,Si离子主要形成Q⁴和Q³结构。随着Al₂O₃/SiO₂比的增大,玻璃中桥氧(BO)数减少,形成[BO₄]和[BO₃]构成的硼氧环结构。这些玻璃结构的变化导致玻璃的热膨胀系数、玻璃转变温度和玻璃软化温度随着Al₂O₃/SiO₂比的改变而变化。     

氧化铁与方解石的含量对黑釉釉面呈色的影响

黑釉瓷烧制历史悠久,在宋代时期黑釉瓷发展达到顶峰,但早期黑釉瓷与宋代时期釉面色泽差异较大,除工艺、烧成等因素外,配方组成方面主要影响因素为着色氧化物以及助熔剂。通过单因素法探究配方组成中氧化铁与方解石含量对黑釉釉面呈色的影响,并借助色度仪、透射电子显微镜、X射线衍射仪等测试手段表征分析。结果表明,在黑釉中随着氧化铁含量的增加,L^*值先减小后增大,在7 wt%时L^*值最低为8,同时由于过饱和氧化铁存在,釉面开始析出赤铁矿晶体;随着方解石含量的增加,釉中助熔剂含量提高,釉的熔融温度降低,着色剂熔解提高,釉面颜色由黑色逐步变为黄色,当方解石含量为11%时,L^*值最低为4。     

P2O5对(K,Na)2O-CaO-Al2O3-B2O3-SiO2系分相乳浊釉性能及结构的影响

在(K,Na)₂O-CaO-Al₂O₃-B₂O₃-SiO₂分相乳浊釉中引入P₂O₅,用热膨胀仪、色度仪、维氏硬度计、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、红外光谱等测试方法探究其对釉面性能及釉玻璃结构的影响。结果表明:釉面白度和维氏硬度随P₂O₅引入量的增加而显著提高,白度由46.58%提高至71.79%,维氏硬度由737.94 HV提高至1 153.03 HV;在P₂O₅组分引入量较低时(0.58%,摩尔分数,下同),[PO₄]易夺取基质玻璃相中[BO₄]的桥氧促使[BO₄]向[BO₃]转变,促进釉熔体分相,此时P₂O₅多存在于富硼分相液滴中。当P₂O₅组分...     

Na2O-CaO-Al2O3-B2O3-SiO2-TiO2体系分相过程中两相组成的变化

研究了Na2O-CaO-Al2O3-B2O3-SiO2-TiO2体系分相过程中两相组成的变化。采用扫描电镜测试、能谱分析和X射线衍射等手段对在不同温度下热处理的试样进行测试。实验结果表明,试样发生相分离后,分离成富碱硼相和富硅相,两相的化学组成随分相温度呈现一定的变化。当热处理温度从700℃升高至850℃时,富碱硼相量增加,玻璃分相程度增大。分相温度较低时,富碱硼相中的网调整氧化物只有氧化钙,而网调整氧化物氧化钠集结在富硅相中。随分相温度的升高,氧化钙仍保持在富碱硼相中,而氧化钠则由在富硅相中集聚逐步转移至在富碱硼相中。在分相过程中二氧化钛在分相界面处集聚并析出。     

不同介质中Ni-La2O3/SiO2-Al2O3催化剂稳定性研究

采用浸渍法制备Ni-La2O3/SiO2-Al2O3催化剂,选用四氢呋喃(THF)、γ-丁内酯(GBL)、1,4-丁二醇(BDO)、水(H2O)等常用溶剂作为介质对催化剂进行溶剂热处理,通过XRD、TG、H2-TPR手段对催化剂进行表征。结果表明,不同介质中催化剂活性组分发生不同程度的晶粒尺寸长大。经GBL处理过的催化剂Ni晶粒尺寸长大最明显,H2O处理次之,而THF的影响最小。     

Al2O3/Fe2O3吸附剂脱除硫化氢的性能

采用共沉淀法制备了氧化铝改性的氧化铁吸附剂,并采用比表面积(BET)、X射线衍射(XRD)技术对吸附剂进行了表征。在固定吸附床上,考察了制备条件及吸附条件对吸附剂脱除硫化氢性能的影响。结果表明,引入氧化铝能显著提高氧化铁对硫化氢的吸附净化能力。氧化铁与氧化铝质量比为1∶0.5,造孔剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)质量分数为2%,焙烧温度500℃时,采用共沉淀法的负载氧化铝吸附剂的吸附效果最好。在气速20 mL/min,吸附温度80℃时,脱硫率和穿透硫容可分别达到99.3%和105 mg/g,其穿透硫容比未经改性的活性氧化铁提高了49.8 mg/g。     

载体焙烧温度对Ni/SiO2-Al2O3催化剂稳定性的影响

为了获得高水热稳定的负载Ni催化剂,延长催化剂在含水液相体系中的使用寿命,以不同温度焙烧的Si O2-Al2O3为载体,采用浸渍法制备Ni/Si O2-Al2O3催化剂,通过吡啶-原位傅立叶变换红外光谱、X射线衍射、NH3-程序升温脱附和H2-程序升温还原等方法进行表征,以水相1,4-丁炔二醇加氢为探针反应,研究载体焙烧温度对Ni/Si O2-Al2O3催化剂催化加氢性能及含水体系中稳定性的影响。结果表明,在(400~800)℃,随着载体焙烧温度升高,活性组分Ni存在状态及催化剂加氢活性变化较小,但催化剂的水热稳定性下降,造成这一现象的原因是随着载体焙烧温度升高,载体表面Si O2聚集,暴露的Al3+增加,载体水合程度增大。载体焙烧温度400℃时,Ni/Si O2-Al2O3催化剂表现出最佳的水热稳定性。     

载体焙烧温度对Ni/SiO2-Al2O3催化剂稳定性的影响

为了获得高水热稳定的负载Ni催化剂,延长催化剂在含水液相体系中的使用寿命,以不同温度焙烧的SiO₂-Al₂O₃为载体,采用浸渍法制备Ni/SiO₂-Al₂O₃催化剂,通过吡啶-原位傅立叶变换红外光谱、X射线衍射、NH₃-程序升温脱附和H₂-程序升温还原等方法进行表征,以水相1,4-丁炔二醇加氢为探针反应,研究载体焙烧温度对Ni/SiO₂-Al₂O₃催化剂催化加氢性能及含水体系中稳定性的影响。结果表明,在(400~800) ℃,随着载体焙烧温度升高,活性组分Ni存在状态及催化剂加氢活性变化较小,但催化剂的水热稳定性下降,造成这一现象的原因是随着载体焙烧温度升高,载体表面SiO₂聚集,暴露的Al³⁺增加,载体水合程度增大。载体焙烧温度400 ℃时,Ni/SiO₂-Al₂O₃催化剂表现出最佳的水热稳定性。     

Fe2O3与MnO2的含量对霁蓝釉釉色的影响

历代霁蓝釉以钴土矿中的钴为主要着色剂,生产出来的成品呈色稳定、深沉且浑厚。但钴土矿中常伴生有铁、锰等杂质,导致霁蓝釉的成品率降低。本实验以方解石、钠长石、钾长石、高岭土、石英、氧化钴、氧化铁、氧化锰为原料制备霁蓝釉。通过单因素法来探究配方组成中氧化铁、氧化锰含量对霁蓝釉釉面呈色的影响。研究结果表明,霁蓝釉中氧化铁含量由2.98%增至4.01%的过程中,釉色先由深蓝色转变成黑蓝色,在5.03%之后逐渐变成深棕色;氧化锰含量由2.56%增至6.58%的过程中,釉色先由深蓝色转变成深蓝灰色,在4.57%以后逐渐转变为银蓝色。     

Fe2O3/CaO对低阶煤低温催化干馏的影响

采用自行研发的煤的低温干馏装置,将不同配比下的Fe2O3/CaO与长焰煤进行低温催化热解实验,以探索Fe2O3/CaO对低阶煤催化干馏的反应规律。结果表明:随着催化剂Fe2O3/CaO的添加,煤气产率增加约3%,煤气中CH4和H2的含量分别可达到35.69%和17.73%;焦油收率略有降低,但焦油中直链烷烃,以及一些高附加值的化合物如萘、菲、茚、芴等,含量不断增大,实现了低温煤焦油中高附加值化工产品的富集;半焦产率增加约3%,半焦表面变得凹凸不平并有龟裂纹,导致半焦的反应性增加。在对低阶煤热解过程中,Fe2O3和CaO的催化作用具有一定的协同性。     

Nd2O3取代CaO对硼硅酸盐玻璃物相、结构和化学稳定性的影响

以典型Na₂O-CaO-ZrO₂-B₂O₃-SiO₂为基础玻璃组分,通过Nd₂O₃替换CaO,采用传统的高温熔融冷却法制备了固化体。通过X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和扫描电子显微镜(SEM)对固化体进行了物相和结构的表征,并通过产品一致性检测法(PCT)和溶解速率法(MCC-1)对化学稳定性进行了分析和评估。结果表明：随着Nd₂O₃取代量的增加,ZrO₂的析晶逐渐减弱,当Nd₂O₃的含量为5%时,6%的ZrO₂能完全溶于玻璃相中。通过Nd₂O₃替换CaO促进ZrO₂在该硼硅酸盐玻璃结构中的溶解,可提高固化体的化学稳定性。浸泡28天后,固化体的LR_Si、LR_Ca、LR     

La2O3对Al2O3陶瓷显微结构和微波介电性能的影响

以液相混合的方式引入La2O3,在常压条件下于1 400℃保温2 h制备出Al2O3陶瓷,研究了单一添加剂La2O3对Al2O3陶瓷显微结构和微波介电性能的影响。结果表明:烧结过程中La2O3与Al2O3反应生成了位于晶界上的LaAl11O18,明显抑制了Al2O3陶瓷晶粒的生长。La2O3对Al2O3陶瓷介电常数影响较小,但对介电损耗有一定负面影响,这主要是由于烧结过程中生成介电损耗较大的LaAl11O18相所致。     

纳米SiO2-Al2O3协同改性有机硅压敏胶的性能研究

采用纳米SiO2和Al2O3两种粉体协同对有机硅压敏胶进行改性,并以改性后的压敏胶为胶黏剂,聚酰亚胺薄膜、云母纸、无碱玻璃布为基材制备柔软复合材料。研究了纳米粒子含量和比例对有机硅压敏胶耐热性和柔软复合材料电性能的影响。实验结果表明:适量的纳米SiO2和Al2O3加到有机硅压敏胶中,使压敏胶的表观分解温度和复合材料的击穿场强得到明显提高。     

添加MgO对不同SiO2含量的ZrO2-Al2O3-SiO2陶瓷烧结的影响

以高纯石英砂、α-Al2O3、ZrO2为原料,MgO为添加剂(添加质量分数分别为0、1%、2%、3%),经研磨、造粒、成型,并在1 600℃烧结2 h后获得了SiO2含量(w)分别为4%、8%、12%的ZrO2-Al2O3-SiO2系陶瓷试样。采用XRD、SEM对试样进行物相和显微结构的分析。结果表明:1)所制备的ZrO2-Al2O3-SiO2陶瓷的主要物相是单斜氧化锆、莫来石和刚玉,随着SiO2含量(w)由4%增加到12%,SiO2与Al2O3反应生成的莫来石量增加,体积膨胀效应越发明显,导致烧结试样的致密度降低;2)添加MgO促进了ZrO2-Al2O3-SiO2陶瓷的烧结,在SiO2含量为4%(w)的陶瓷中加入1%(w)的MgO时,烧结试样的致密度最大,其相对密度达到90.49%,体积密度为3.90 g·cm-3。     

添加Fe2O3、Al2O3和SiO2纳米粉对MgO烧结性能的影响

以烧结镁砂为主原料,分别以粒度20～60 nm的SiO2纳米粉、粒度20～40 nm的Fe2O3纳米粉和粒度50 nm的Al2O3纳米粉(纯度(w)均为99.9%)为添加剂,设计了添加剂加入量(w)分别为1%、3%、5%(其余为烧结镁砂)的9种试样。配料后,外加10%(w)的分散剂和5%(w)的丙酮,研磨10min后,以100 MPa压力制成2.54 mm×2.54 mm的试样,在电炉中以5℃.min-1的升温速度分别升温至1 300、1 500和1 620℃保温4 h,冷却后分析试样的体积密度、显气孔率、相     

Fe2O3和MnO2催化半焦燃烧与脱硝的试验研究

研究Fe₂O₃和MnO₂两种添加剂对半焦燃烧过程的影响,使用热重分析仪(TGA)测定了在100～900℃下半焦的燃烧特性。利用氮气吸附法(BET/BJH)测定了半焦灰渣的结构参数,并通过扫描电镜(SEM)观察其表面形貌。利用X射线光电子能谱(XPS)测定其表面离子浓度。结果表明,当分别添加5%Fe₂O₃和5%MnO₂时,半焦着火温度分别增加了9.04℃和13.55℃,燃尽时间分别缩短22.62 s和54.18 s, NO生成量分别下降了49%和36%,CO生成量分别下降10%和18%。然而,加入5%Fe₂O₃-5%MnO₂复合添加剂,半焦着火温度降低了约7.77℃,燃尽时间缩短了9.03 s,半焦燃烧的NO和CO生成量大幅下降(NO 68%,CO 39%)。5%Fe₂O₃-5%MnO₂复合添加剂对半焦燃烧和脱硝具有一定的协同作...     

纳米Fe2O3对钛酸铝陶瓷热稳定性能的影响

以溶胶–凝胶法制备的钛酸铝前驱体和固相合成法制备的纳米Fe2O3为原料,在不同温度煅烧保温2h制备出钛酸铝固溶体[Al2(1–x)Fe2xTiO5]。通过X射线衍射、电子探针分析并计算晶格常数和热分解率,研究了纳米Fe2O3含量以及烧成温度对烧后试样热分解性能的影响。结果表明:纳米Fe2O3很容易与Al2TiO5反应,形成固溶体,抑制钛酸铝陶瓷的热分解;随着纳米Fe2O3加入量的增加,Al2(1–x)Fe2xTiO5的晶格常数变大,热分解率降低,但当加入量超过10%时,Al2(1–x)Fe2xTiO5的晶格常数不变甚至减小,热分解率反而会增大;纳米Fe2O3作为添加剂可改善钛酸铝陶瓷的热分解性能。煅烧温度对钛酸铝的热分解率有很大影响,随着温度升高,热分解率降低,当温度大于1350℃时,钛酸铝陶瓷晶格常数保持不变,钛酸铝陶瓷的热分解率变化不大。     

Fe2O3掺杂对氧化锌线性电阻的影响

利用固相烧结法制备出基础配方为ZnO–A1₂O3–MgO–TiO₂–SiO₂–Fe2O3的ZnO线性电阻。研究了Fe₂O₃掺杂量对ZnO线性电阻微观结构、阻温特性和阻频特性的影响。结果表明:当Fe₂O₃掺杂量为0.75%(质量分数)时,氧化锌线性电阻的非线性系数为1.1₂,阻温系数取得–8.23×10^–3/℃,此时样品的综合性能最好。     

Y2O3和CeO2对镁砂烧结性能及显微结构的影响

以菱镁石于950℃制得的轻烧MgO粉(≤0.088 mm)为主要原料,分别加入质量分数为1%、2%、3%、4%的Y2O3和CeO2混匀,压制成型后于1 600℃煅烧3 h,冷却后测其体积密度和线收缩率,并利用XRD、SEM、EDS分析试样的物相组成及显微结构,以研究Y2O3和CeO2对镁砂烧结性能和显微结构的影响。结果表明:1)引入Y2O3和CeO2均有利于镁砂的烧结致密化,镁砂试样的体积密度和烧后线收缩率随其加入量的增加而增大;在加入量相同的情况下,加入Y2O3对镁砂的促烧结作用比加入CeO2的更明显。2)引入的Y2O3和CeO2都有部分固溶于方镁石晶体内,使MgO晶格发生畸变,有利于MgO晶粒发育良好,晶粒长大,晶界明显;Y2O3能与镁砂中的CaO、SiO2形成钇硅酸盐相分布在晶粒之间,而部分CeO2以游离形式存在于晶粒之间。3)与引入CeO2的试样相比,引入Y2O3的试样中气孔更加集中,晶界更加清晰,MgO晶粒尺寸较大,这是由于Y2O3和CeO2的性质差异造成稀土离子参与固溶体粒子取代程度不同的缘故。