堇青石-莫来石窑具的研制及性能变化研究

利用铝型材厂污泥和叶腊石制备莫来石材料，属于固体废料和矿物资源的综合利用项目，具有原料和技术上的创新。本研究在确定制备莫来石材料的配方与工艺的基础上。用轻工部标准测试各试样的性能，通过对比窑具材料在不同使用周期后的吸水率、显气孔率、体积密度和抗折强度，来表征其宏观性能表化规律。     

TiO2对用铝厂污泥和叶腊石制备莫来石材料的影响

本研究以铝型材厂污泥和叶腊石为主要原料制备莫来石材料,在研究确定最佳配方、最佳煅烧温度和最佳保温时间的基础上,探讨TiO2矿化剂对莫来石晶相结构、显微结构和性能的影响,从而确定出最佳TiO2矿化剂添加量. 采用XRD法和SEM法表征各试样的晶相结构和显微结构;用Rietveld Quantification 法确定各试样中各晶相的含量;测试各试样的性能.综合结构与性能分析结果,确定最佳TiO2添加量为1.0%,对应莫来石固溶体含量为98.5%,体积密度为2.48 g·cm-3,气孔率为13.1%,吸水率为5.30%,抗折强度为22.66 MPa,折强度保持率为83.9%.     

CaF_2对用铝型材厂污泥与叶腊石制备莫来石材料的影响

以铝型材厂污泥和叶腊石为主原料制备莫来石材料,在研究确定最佳配方、最佳煅烧温度和最佳保温时间的基础上,探讨CaF2矿化剂对莫来石晶相结构、显微结构和性能的影响,从而确定出最佳CaF2矿化剂添加量。采用XRD法和SEM法表征各试样的晶相结构和显微结构;用Rietveld Quantification法确定各试样中各晶相的含量;测试各试样的性能。综合结构与性能分析结果,确定最佳CaF2添加量为0.5%,其对应的莫来石含量为99.6%,体积密度为2.47g.cm-3,气孔率为13.13%,吸水率为5.3%,抗折强度为71.04MPa,抗折强度保持率为82.14%。     

堇青石/莫来石比值对硅微粉结合莫来石-堇青石窑具材料结构与性能影响

采用硅微粉结合的莫来石-堇青石窑具是固体废弃物综合利用，变废为宝的研究项目。硅微粉尘是硅铁电炉冶炼过程产生的大量烟尘，属于玻璃体，尺寸为纳米级，高活性，能促进窑具材料的烧结和提高窑具性能。经XRD和SEM分析结果，各试样存在四种晶相α-堇青石，β-堇青石，μ-堇青石和莫来石。堇青石/莫来石比值从2．33变化到1．5时，堇青石从83．8％增加到85．3％，莫来石从15．4％降低到14．7％；堇青石，莫来石比值从1．5降低至0．67时，堇青石含量随比值下降而降低，莫来石随比值降低而增加。综合分析结果确定3^#为最佳配方，存在的堇青石与莫来石的晶相比例合理，抗折强度最高(27．41Mpa)，1次和10次热震抗折强度保持率最高(67％和46％)，气孔率和收缩率较低，体积密度最高，这种配方的窑具材料热稳定性好，强度高，使用寿命长。     

助熔剂对氧化铝陶瓷结构及性能影响的研究

以铝型材厂废渣和可塑粘土为主要原料,添加滑石及碳酸钡复合助熔剂研制氧化铝陶瓷。主要探讨助熔剂不同添加量对产品微观结构及各项性能指标的影响。采用XRD和SEM等主要测试手段探讨其晶相结构和显微结构,以气孔率、吸水率、体积密度等性能指标为主要评价标准选择最佳的助熔剂添加量。结果表明:体系内除刚玉相外,还有少量莫来石、镁铝尖晶石和钡冰长石相。当滑石含量为3.5%,碳酸钡的含量为5.5%时,瓷球吸水率、气孔率和体积密度达到了极值,此时吸水率为0.21%,气孔率为0.67%,体积密度为3.18 g/cm3。     

MgO矿化剂对自结合钛酸铝/莫来石复相材料结构和性能的影响

在铝厂污泥,龙岩高岭土和工业二氧化钛合成出的良好稳定性的钛酸铝/莫来石熟料基础上,添加MgO矿化剂进行改性,其能与钛酸铝/莫来石材料形成固溶体,能抑制Al2TiO5的分解,使得钛酸铝/莫来石复相材料在保持低热膨胀系数的同时,较大辐度地提高了材质的机械强度.采用XRD和SEM法表征各试样的晶相和显微结构;各试样中各晶相的含量由用Rietveld Quantification 法确定;测试各试样的性能.从结构与性能分析结果,确定1.5％为MgO的最佳添加量,形成的三个晶相Al2-xMgx+yTi1-yO5-0.5x-y、Al4.59Si1.41O9.70和α-Al2O3分别为68.2％、26.5％和5.3％,对应的抗折强度为45.67 MPa,体积密度为2.95 g/cm3,吸水率为1.81％,气孔率为4.99％,热震后抗折强度保持率为90.0％.     

利用铝厂废渣和废聚苯乙烯研制轻质隔热耐火材料

采用铝型材厂废渣和闽候粘土为主要原料,用废聚苯乙烯塑料作为烧烬添加物研制轻质莫来石保温隔热耐火材料,探讨该莫来石保温材料晶相结构、微观形貌及废聚苯乙烯添加量对气孔率、吸水率及体积密度的影响。结果表明:轻质保温材料的主晶相是莫来石和刚玉。最佳的苯乙烯添加量为5.0%,在这种条件下可得到荷载能力强、气孔率和密度适当的以莫来石固溶体为主晶相的保温耐火材料,各项性能指标为:密度0.868g/cm~3,收缩率8.53%,抗折强度为3.10MPa。     

SiO2矿化剂对钛酸铝材料结构与性能的影响

以铝型材厂污泥为主原料合成Al2TiO5材料,在合成的Al2TiO5中添加少量SiO2矿化剂,与Al2TiO5形成固溶体,抑制Al2TiO5的分解,达到提高Al2TiO5热稳定性的目的.采用XRD法和SEM法表征各试样的晶相结构和显微结构;用Rietveld Quantification 法确定各试样中各晶相的含量;测试各试样的性能.结构与性能分析结果表明较佳SiO2矿化剂添加量为2%,较佳烧结温度为1450 ℃,对应抗折强度为44.3 MPa,体积密度为3.28 g/cm3,气孔率为6.3%,吸水率为1.9%,热震后抗折强度保持率为84.2%.     

ZrO2矿化剂对钛酸铝材料结构与性能的影响

在利用铝型材厂污泥合成的Al2TiO5中添加少量ZrO2矿化剂,ZrO2矿化剂与Al2TiO5形成置换固溶体,能抑制Al2TiO5的分解,增加Al2TiO5含量和提高Al2TiO5的热稳定性.采用XRD和SEM表征试样的晶相结构和显微结构;用Rietveld Quantification 法确定各试样中各晶相含量;测试各试样的性能.结构与性能分析结果确定较佳ZrO2矿化剂添加量为2%,对应的抗折强度为35.32 MPa,体密度为2.86 g/cm3,气孔率为23.0%,吸水率为8.1%,热震后抗折强度保持率为84.2%.     

莫来石/SiC复相多孔陶瓷的制备及性能研究

用高岭土、Al2O3粉和SiC粉末为原料,活性碳为造孔剂制备莫来石/SiC多孔陶瓷.测定了试样的显气孔率、气孔孔径分布和抗弯强度,并分别用XRD和SEM分析晶相组成和断面显微结构.结果表明:莫来石的理论设计质量的分数小于10%时,莫来石/SiC多孔陶瓷的显气孔率随其设计量的增多而急剧降低;莫来石理论设计量继续增加时,试样显气孔率缓慢降低并趋于稳定.气孔孔径随莫来石设计量的增加而急剧减小.抗弯强度随莫来石设计量的增加而先增大,在莫来石理论设计量为20%时达到最大值,此后逐渐降低.SEM分析结果表明:与其他试样相比,莫来石设计量为40%的试样中存在较多的多孔"微区".     

基质相对莫来石-刚玉窑具性能的影响

研究了基质相组成,对莫来石-刚玉窑具性能的影响.研究发现:基质相对窑具的性能影响较大,硅线石的加入可以提高窑具的常温强度和高温强度,莫来石生粉加入可以提高窑具的抗热震性.     

熔融石英烧成窑具制品的研究

采用新的结合系统对熔融石英烧成窑具材料进行了研究，结果表明，莫来石结合的熔融石英窑具材料具有优良的性能，从显微结构看，其表面析出的方石英数量很少。     

日用瓷辊道窑组合窑具应用价值分析

通过对比分析两种现行的日用瓷辊道窑组合窑具--重结晶碳化硅组合窑具或氧化物结合碳化硅底板、堇青石结合莫来石棚板组合窑具在使用过程中的再消耗费用,其中包括窑具更换周期、能耗、产品烧成合格率、工时、劳动强度、对窑炉材料和辊棒的影响等,阐述了日用瓷辊道窑组合窑具应用价值.     

多晶氧化铝纤维对莫来石—氧化锆陶瓷材料的增强研究

以电熔莫来石、半稳定氧化锆和α-氧化铝微粉为主要原料,制备莫来石—氧化锆陶瓷材料。在材料中分别外加了（V%）0、5%、10%、15%和20%的多晶氧化铝纤维,并将试样在1500℃保温3h烧成,制备出氧化铝纤维增韧的莫来石—氧化锆复相陶瓷。研究了氧化铝纤维对试样的加热线收缩率、常温耐压强度、常温抗折强度和热震稳定性的影响。结果表明：加入适量的多晶氧化铝纤维能够显著降低莫来石—氧化锆复相陶瓷的加热线收缩率,大幅度提高其常温抗折强度和热震稳定性,而常温耐压强度只有轻微下降。     

锆英石加入量对莫来石-刚玉材料性能的影响

以板状刚玉、电熔莫来石、Al2O3粉、硅线石和粘土为原料,制备了莫来石-刚玉高温窑具,并研究了锆英石加入量对其力学性能和抗热震性能的影响.试验结果表明,随着锆英石细粉的增加,抗折强度有所下降,抗热震性能有较大改善,当锆英石细粉加入量为12%时,获得较好的热震性能.同时还发现随着烧成温度的升高,试样热震性能出现下降.     

莫来石-钛酸铝窑具的制备与性能研究

采用原位合成技术合成莫来石一钛酸铝复相材料(ATM),并以复相材料和烧结莫来石(M60)为主要原料制备莫来石一钛酸铝窑具,借助于XRD、SEM和热态模拟试验等手段研究了烧成温度、复相材料添加量对莫来石-钛酸铝高温窑具性能和显微结构的影响.结果表明:合成的莫来石-钛酸铝复相材料适于制备高温窑具;在1 600℃烧成的窑具试样具有较高的高温抗折强度和良好的抗热震性;合成复相材料的添加量为45%时可获得综合性能好的窑具材料;热态模拟试验表明研制的莫来石-钛酸铝高温窑具适合在低于1 400℃,承重小于8 kg的条件下使用.     

纤维和遮光剂对纳米孔粉体隔热材料性能的影响

新型高温隔热材料对工业窑炉高效节能作用显著,降低其高温辐射导热率有利于提高高温隔热性能。采用干压成型制备了添加不同种类和不同含量的纤维及遮光剂的纳米孔粉体隔热材料,分别测试了试样的常温耐压强度和不同温度下的导热系数,探讨了纤维和遮光剂对纳米孔粉体隔热材料的力学性能和隔热性能的影响,并利用SEM、EDS和FTIR对试样的微观结构和红外透射率进行了分析表征。结果表明,多晶莫来石纤维有效增强了纳米孔粉体隔热材料的耐压强度,掺杂9%(质量分数)多晶莫来石纤维试样在800 ℃的导热系数为0.047 W/(m·K),低于添加石英纤维的隔热材料;纳米SiC粉体和锆英石粉体作为遮光剂能够有效抑制辐射传热,降低高温辐射热导率,添加10%(质量分数)纳米SiC粉体遮光剂的隔热材料试样导热系数随温度的变化较小,在800 ℃仅为0.041 W/(m·K)。     

堇青石加入方式对堇青石-莫来石窑具材料性能的影响

为满足锂离子电池正极材料烧成的需要,以堇青石、莫来石、高岭土和氧化铝为原料制备堇青石-莫来石窑具材料,研究了堇青石颗粒和细粉加入量对堇青石-莫来石窑具材料的常温性能、高温抗折强度和抗热震性的影响.并用XRD和SEM分析了试样烧后的物相变化与显微结构.结果表明:随着堇青石颗粒或细粉加入量从0到30％(质量分数),试样的线变化率、显气孔率、高温抗折强度增大,体积密度下降;而对常温抗折强度的影响不大,试样的耐压强度分别呈现下降或提高的趋势,试样的抗热震性先增加后降低,当堇青石颗粒含量为20％,细粉含量为20％时,试样的抗热震性最好.     

Synthesis and application evaluation in lithium battery furnace of mullite insulating refractory bricks from tailings

In order to realize efficient and comprehensive utilization of kyanite tailings (KT) mullite insulating firebrick (M-IFB) with high strength and low thermal conductivity with spherical-low connectivity porous were success fully prepared by using KT and alumina as the main raw material. Control of the porosity and properties of mullite insulating firebrick can be easily and accurately achieved by adjusting the heat treatment temperature and the amount of forming agent. The compressive strengths, bulk density, thermal conductivities, liner change, and porosities ranged from 25.86–53.26 MPa, .58–1.61 g/cm³, .236–.599 W/(m·K), −1.01 to −.426 % and 66.89 to 78.63 %, respectively. The creep rate of M-IFB was compared with that of current insulating bricks after them used in the baking kiln of lithium ion battery cathode materials in the laboratory to simulate the environment. The results show that the M-IFB corrosion resistance was obviously superior to the current insulation bricks. The high porosity high strength mullite insulating firebrick prepared by this method is expected to be used in thermal insulation system of kiln to realize the comprehensive utilization of solid waste.     

MnO2-CaF2混合矿化剂对硅微粉结合的SiC窑具析晶结构及性能影响的研究

MnO2-CaF2混合矿化剂能改善硅微粉析晶结构,增加磷石英的含量,从而改善窑具的高温性能,延长使用寿命;采用XRD法测定析晶结构,并测定窑具的抗折强度、抗折强度保持率、气孔率、吸水率等各项性能指标,综合分析得出MnO2-CaF2混合矿化剂的最佳加入量为2%。