环保型多孔陶瓷制备及其性能研究

以建筑废弃物为主要原料、氧化铝为补充铝源、氟化铝为晶须催化剂、氧化硼为烧结助剂、玉米淀粉为造孔剂,采用添加造孔剂法和原位晶须生成法制备具有高孔隙率、高机械强度的多孔结构整体式陶瓷载体。通过浸渍工艺使多孔陶瓷负载钯基催化剂,探究氟化铝及氧化硼含量对其晶相、微观结构、开口孔隙率、抗折强度等性能的影响,同时研究负载催化剂后处理亚甲基蓝模拟废水的可行性。结果表明：在原料中建筑废弃物含量（质量分数）为40%、氧化铝为44%、氟化铝为13%、氧化硼为3%,造孔剂添加量（质量分数）为上述无机粉体10%,烧结温度1 150℃、保温120 min条件下,所制得的多孔陶瓷性能最佳,开口孔隙率62.99%、抗折强度7.44 MPa;浸渍时间12 h的多孔陶瓷催化性能最佳,以其为载体负载钯基催化剂降解亚甲基蓝模拟废水,废水褪色时间9.31 h,较未负载前降解效率提升57.91%。由此证明,多孔陶瓷作为催化剂载体处理染料废水的可行性,并提供了理论借鉴和工艺参考。     

用粉煤灰制备多孔陶瓷过滤材料的研究

以工业废弃物粉煤灰为原料, 制备多孔陶瓷过滤材料, 为优化配方和工艺参数, 采用正交试验研究了混合料水分、成型压力、粘结剂用量、造孔剂用量和烧结温度对多孔陶瓷性能的影响。研究结果表明:烧结温度和造孔剂用量对多孔陶瓷性能的影响最大, 粘结剂用量和成型压力次之, 混合料水分最小。在混合料水分24%、成型压力10.2 MPa、粘结剂用量4%、造孔剂用量35%、烧结温度1 180 ℃的条件下, 可获得以莫来石和石英为主要晶相的多孔陶瓷过滤材料, 其气孔率、抗弯强度、吸水率、体积密度和耐酸碱值分别为41.52%、9.37 MPa、36.38%、1.14g/cm³、96.15%和94.77%。SEM照片显示多孔陶瓷具有发达的气孔和很高的比表面积。     

不同稳定化处理转炉钢渣中磷元素的分布

以钢渣除磷为目标,通过对化学成分、矿物相形貌及相成分分析,研究了3种不同稳定化处理工艺所得转炉钢渣中磷元素的分布情况。结果表明：钢渣中的磷元素主要分布于硅酸二钙和磷酸三钙形成的固溶体相中,剩余少量受钢渣碱度或冷却速度等因素影响而未进入硅酸二钙-磷酸三钙固溶体中的磷元素存在于硅酸三钙或冷凝渣相中。应设法利用钢渣中磷元素的这种分布规律分离出钢渣中的含磷相,使钢渣得以返回冶金流程循环利用,而分离出来的部分则可以考虑用作生产钙硅磷肥的原料。     

钙长石系尾矿微晶玻璃的制备及发光性能

以钼尾矿、铁尾矿和铜尾矿等为主要原料,采用烧结法制备了钙长石系微晶玻璃。采用X射线衍射仪(XRD)、差热扫描量热仪(DTA)表征了结构和性能,研究了Eu~(3+)在微晶玻璃中的发光性能。结果表明,采用一步法制备钙长石微晶玻璃:较佳熔制温度为1450℃,Eu_2O_3在掺杂浓度0.1%时荧光强度最好,当晶化温度到1050℃时荧光强度最强,Eu~(3+)的有效激发波长为415 nm,发射波长为591 nm的橙-红光。     

煅烧温度对环保型莫来石多孔陶瓷结构和性能的影响

莫来石多孔陶瓷因其高强度和耐腐蚀等性能得到广泛地应用。然而,由于合成莫来石的原料高岭土的不可再生性及持续上涨的价格,寻找廉价易得的替代原料对于合成莫来石多孔陶瓷迫在眉睫。建筑废弃物的成分与高岭土相似,可作为高岭土的可行替代品之一。以建筑废弃物和Al₂O₃为主要原料,AlF₃为晶须催化剂,B₂O₃为烧结助剂,成功制备了环保型莫来石多孔陶瓷。通过阿基米德排水法、XRD和SEM等表征手段,深入探究了多孔陶瓷的晶相、微观形貌和物理化学特性。同时,研究了煅烧温度对莫来石多孔陶瓷结构和性能的影响规律及作用机制。结果表明,适当提升煅烧温度有助于莫来石晶须的生成,但过高的温度会导致晶须粗化和晶粒增大。当煅烧温度为1 200 ℃时,莫来石晶须的生长形貌最佳,晶须直径约为0.05—0.1 μm、长度为0.5—1 μm、长径比在15—20之间。随着煅烧温度增加,莫来石多孔陶瓷的开口孔隙率不断降低,抗折强度不断增强。当煅烧温度为1 200 ℃时,样品的开口孔隙率达到（61.78±0.72 ）%,抗折强度达到（3.74±0.46） MPa。因此,以建筑废弃物为主要原料可成功制备具有高气孔率的莫来石多孔陶瓷。本研究为建筑废弃物合成莫来石多孔陶瓷提供了可靠的理论支持,对降低生产成本及推动建筑废弃物资源化再利用等有重要理论价值和实际意义。     

陶瓷辊棒废料制造高档高耐磨研磨介质研究

本研究利用陶瓷辊棒废料(莫来石．刚玉质)为主要原料，在CaO-MgO-Al2O3SiO2体系中，采用等静压成型和低温快烧工艺，生产出含铝量为50％～60%左右，以刚玉相为主晶相，莫来石、钙长石和镁铝尖晶石为次晶相的性能优异的高档高耐磨的研磨介质，这不但解决了辊棒废料难处理的问题，节约了矿物资源和能源，减少了环境污染．还降低了研磨介质的生产成本。     

煤矸石与铁尾矿制备加气混凝土的试验研究

为综合利用固体废弃物煤矿石与铁尾矿,以煤矸石和铁尾矿为主要原料制备加气混凝土,用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FE-SEM)和X-射线能谱(EDX)分析制品的水化产物和微观形貌,研究了煤矸石的最佳热活化温度以及各原料组分对加气混凝土物理力学性能的影响。结果表明,煤矸石最佳煅烧温度为600℃,制备出绝干密度为608 kg/m3、抗压强度为3.64 MPa的制品,符号《蒸压加气混凝土砌块》(GB 11968—2006)规定的A3.5,B06级加气混凝土合格品的要求;蒸压前水化产物中出现钙矾石,蒸压后制品中主要的水化产物为托贝莫来石、C-S-H凝胶和葡萄状水钙铝榴石。     

添加剂CeO2和MgO对矾土基莫来石均质料烧结性能的影响

本文研究了加入添加剂CeO2和MgO对矾土基莫来石均质料烧结性能的影响,测定了烧结试样的相组成和荷重软化温度,并观察其显微结构。结果表明,复合加入添加剂CeO2/MgO比单独加入CeO2或MgO促进烧结的效果要好,比例为1∶1、加入量为0.75%时,可使Al2O3含量为68%～72%和58%～62%的试样烧结温度从1700℃和1650℃降至1600℃,而且体积密度也从2.75g/cm3和2.66g/cm3分别提高至2.81g/cm3和2.74g/cm3以上;同时保持均质料较高的高温强度,其原因是发育良好的棱柱状莫来石构成交错连锁的网络结构。     

利用陶瓷生产中的除铁废料研制陶板

利用陶瓷生产中的除铁废料研制建筑陶板,并研究坯料配方及制备工艺对陶板品质的影响。研究结果表明:除铁废料添加量分别为65%、70%、75%、80%以及85%的坯料配方,在1040~1110℃均可制备出性能符合国家标准要求并呈现熟褐至深棕颜色的陶板;在不过烧的前提下,同一坯料配方的试样随着烧成温度的升高,抗弯强度提高;最佳坯料配比是除铁废料︰钾长石︰透辉石︰黑泥为75%︰12%︰8%︰5%,最佳烧成温度为1080℃,以此配方与工艺制备出的陶板吸水率为5.47%、密度为2.23g/cm3、抗弯强度达120 MPa以上,性能指标符合建筑陶板的国家标准要求,并且具有一定颜色以及光泽度。     

等离子喷涂制备的ZrSiO4陶瓷涂层性能的研究

采用等离子喷涂工艺制备的ZrSiO4/NiCr涂层与基材结合良好,涂层致密;ZrSiO4涂层主要由ZrO2基体相和SiO2相组成,SiO2组元比较均匀地分布在ZrO2基体相中.ZrSiO4涂层的硬度为HRC50～55.ZrSiO4/NiCr涂层的抗热震性能优于ZrSiO4/Ni-Al涂层及ZrSiO4涂层,ZrSiO4/NiCr涂层能够承爱热冲击作用而不发生涂层自基体表面剥落.ZrSiO4/NiCr涂层具有很好的抗熔融金属(锌与铝)热腐蚀的性能.     

等离子喷涂制备的ZrSiO4陶瓷涂层性能的研究

采用等离子喷涂工艺制备的ZrSiO4／NiCr涂层与基材结合良好，涂层致密；ZrSiO4涂层主要由ZrO2基体相和SiO2相组成，SiO2组元比较均匀地分布在ZrO2基体相中．ZrSiO4涂层的硬度为HRC50～55．ZrSiO4／NiCr涂层的抗热震性能优于ZrSiO4/Ni-Al涂层及ZrSiO4涂层，ZrSiO4／NiCr涂层能够承爱热冲击作用而不发生涂层自基体表面剥落．ZrSiO4／NiCr涂层具有很好的抗熔融金属(锌与铝)热腐蚀的性能．     

Preparation and properties of nano-composite ceramic coating by thermo chemical reaction method

Nano-composite ceramic coating was fabricated on Q235 steel through thermo chemical reaction method. Structure of the coating was analyzed and the properties were tested. The results show that a few of new ceramic phases, such as MgAI2O4, ZnAI2O4, AI2SiO5, Ni3Fe and Fe3AI, are formed on the coating during the process of solidifying at 600 ℃. The ceramic coating is dense and the high bonding strength is obtained. The average bonding strength between the coating and matrix could be 14.22 MPa. The acid resistance of the coating increase by 8.8 times, the alkali resistance by 4.1 times, the salt resistance bv 10.3 times, and the wear resistance bv 2.39 times.     

一维磷酸锑纳米纤维的制备及其电化学性能研究

为了改善磷酸锑作为钠离子电池负极材料的电化学性能,利用静电纺丝技术巧妙地将纳米化、纳米结构设计结合在一起,在空气气氛中经热处理合成了一种一维磷酸锑纳米纤维（SbPO₄@NFs）．实验结果表明：SbPO₄@NFs作为钠离子电池负极材料,在500 mA/g电流密度下循环100圈后可逆比容量依然有300 mA·h/g;在5 A/g大电流密度下可逆比容量仍然保持有242 mA·h/g, 1 A/g电流密度下循环300圈后可逆容量为126 mA·h/g．SbPO₄@NFs复合材料的优越电化学性能表明,其具有很好的实际应用前景．      

软线喷涂陶瓷涂层的研究

介绍了采用火焰软线喷涂制备陶瓷涂层的工艺。通过对几种典型的陶瓷涂层（氧化铝、蓝铡玉、黑刚玉）的结构和部分性能的研究,并与等离子陶瓷涂层比较,结果表明,火焰软线喷涂涂层具有与等离子涂层相当的硬度和结合强度,但涂层相对较疏松。     

磷矿尾矿料微观特性与宏观力学性质试验分析

从磷矿尾矿料的成分、孔隙结构、颗粒结构、基质吸力、抗剪强度等方面,通过试验的方式研究了磷矿尾矿料的微观特性和宏观力学性质。尾矿料的孔隙多数为介孔;吸附-脱附曲线的滞回环相对较宽厚;颗粒结构特征表现为颗粒级配连续,类型为粉粒;在很小的微粒结构状态下仍然保持单粒结构。非饱和尾矿料的基质吸力很小,尾矿料的土水特征曲线斜率变化较大,持水能力差,易于脱水。随着干密度的增大,在相同饱和度下,尾矿料的抗剪强度不断增大;在同一干密度下,随着饱和度的降低尾矿料的粘聚力基本保持不变,内摩擦角略有增大。     

利用煤矸石合成Sialon类陶瓷材料的研究进展

围绕煤矸石在Sialon类陶瓷材料领域的应用和研究现状,以煤炭企业废弃煤矸石的循环利用为基本出发点,介绍了Sialon类陶瓷材料的不同合成方法。概述了煤矸石的分类、化学组成及分析了合成Sialon类材料的物质条件基础,可以充分利用煤矸石中Al2O3、Si O2两种主要成分合成Sialon类陶瓷。阐述了利用煤矸石合成Sialon类陶瓷材料及其Sialon复相材料的研究成果和进展,分析了各种煤矸石制取Sialon材料方法的优缺点。列举出几种煤矸石制取Sialon的前处理方法,对煤矸石制备Sialon类陶瓷材料的技术进展作了阐述,简介了今后的发展方向。总结了碳热还原氮化、燃烧合成法存在的技术优点和缺陷。在煤矸石改性研究,制备Sialon类陶瓷的基础上,指出已经实现产业化的方法存在的问题,对未来的研究方向和重点,提出建议和需克服合成技术中的一些问题。     

掺固硫灰水泥胶结磷尾矿充填料浆流变性能

采用跳桌流动度仪和旋转黏度计研究了掺固硫灰水泥胶结磷尾矿充填料浆的流变性能,分析了固硫灰掺量、胶砂比及质量浓度对流变性能的影响。研究表明,掺固硫灰水泥胶结磷尾矿充填料浆的流变曲线符合宾汉塑性流体特征,料浆的触变性很弱。料浆中固硫灰掺量增大时,流动度降低,塑性黏度增大。当胶砂比减小至1∶8或质量浓度高达76%时,固硫灰用量对流动度和塑性黏度的影响程度显著降低。料浆质量浓度为74%时,屈服应力与固硫灰掺量和胶砂比呈正相关。质量浓度高达76%时,固硫灰掺量对屈服应力无显著影响。当料浆胶砂比为1∶5～1∶6,质量浓度为76%时,为保证料浆的顺利泵送应控制固硫灰掺量在40%以内。     

镁合金微弧氧化膜陶瓷层性能的研究

用微弧氧化法可在AZ91D镁合金基体上获得黄色的氧化膜陶瓷层．在以Na2SiO3为主盐，以KMnO4为着色盐的电解体系中对AZ91D镁合金进行微弧氧化着色，生成的黄色氧化膜陶瓷层表面光滑、致密且绝缘；随着反应时间的延长，氧化膜层内锰元素含量增加，氧化膜层的颜色加深；经过微弧氧化处理的样品有很高的硬度以及优越的耐腐蚀性能．     

镁合金微弧氧化膜陶瓷层性能的研究

用微弧氧化法可在AZ91D镁合金基体上获得黄色的氧化膜陶瓷层.在以Na2SiO3为主盐,以KMnO4为着色盐的电解体系中对AZ91D镁合金进行微弧氧化着色,生成的黄色氧化膜陶瓷层表面光滑、致密且绝缘;随着反应时间的延长,氧化膜层内锰元素含量增加,氧化膜层的颜色加深;经过微弧氧化处理的样品有很高的硬度以及优越的耐腐蚀性能.