原料种类与煅烧温度对合成CaZrO_3粉体的影响

为了探讨采用高温固相反应法合成CaZrO_3粉体的适宜工艺条件,以CaO、Ca(OH)_2和CaCO_3粉为钙源原料,以纳米级ZrO_2(简称nm-ZrO_2)、微米级ZrO_2(简称μm-ZrO_2)和CaO部分稳定ZrO_2(简称Ca-PSZ)粉为锆源原料,按照n(CaO)n(ZrO_2)=1 1分别组合配料,经混合、压制成型后,采用固相反应法分别在800、900、1 000、1 100和1 300℃保温3 h煅烧合成CaZrO_3粉体,探讨了原料种类及煅烧温度对CaZrO_3合成率的影响。结果表明:有利于CaZrO_3合成的钙源优势顺序(从优到劣)为CaO、Ca(OH)_2、CaCO_3,有利于CaZrO_3合成的锆源优势顺序为nm-ZrO_2、μm-ZrO_2、Ca-PSZ;以nm-ZrO_2、μm-ZrO_2和Ca-PSZ为锆源的试样中,其CaZrO_3含量迅速增加的温度区间分别主要发生在800~1 000℃、900~1 100℃和1 000~1 300℃;以CaO和纳米级ZrO_2为原料,在1 000℃保温3 h的条件下即可合成出纯度较高的CaZrO_3粉体。     

熔融还原炉炉渣对镁铝耐火材料的蚀损

经检验在氩气气氛和1500℃温度下,CaO—SiO_2—Al_2O_3—Fe_总O—MgO炉渣侵蚀镁铬耐火材料,所得结果简述如下: 1) 在静态条件下,CaO—SiO_2—Al_2O_3—Fe_总O—MgO炉渣侵蚀镁铬耐火材料的主要形态包括渣表面的局部蚀损、耐火材料表面的孔状蚀损以及渣相本体蚀损。 2) 局部蚀损率和本体蚀损率随着Fe_总密度的提高和渣中MgO、Al_2O_3密度及耐火材料试样中Cr_2O_3含量的降低而增加。 3) 局部蚀损和孔状蚀损主要是由于表面应力沿着渣膜表面递减而形成的马栾哥尼对流所造成的。渣膜形成于局部蚀损的耐火材料试样上,或者耐火材料试样墙附近的发泡区。 4) 渣膜表面上MgO、Cr_2O_3和Al_2O_3浓度递减而造成表面应力递减,这是因为MgO和Cr_2O_3在耐火材料试样中溶解以及Al_2O_3在铝制坩埚上溶解而形成的。     

TiO_2、ZrO_2加入量和煅烧温度对MgO-CaO系材料物相的影响

以粒度≤0.045 mm、w(CaO)=57.17%、w(MgO)=41.66%的轻烧白云石为主要原料,添加粒度≤0.018 mm的二氧化钛粉和二氧化锆粉,研究了TiO_2和ZrO_2加入量和煅烧温度对MgO-CaO系材料物相的影响。结果表明:轻烧白云石中加入添加剂后,对镁钙系耐火材料的物相产生了影响,TiO_2和ZrO_2均可以与材料中的CaO反应生成新物相,单独添加TiO_2生成新物相CaTiO_3;单独添加ZrO_2生成新物相CaZrO_3;复合添加TiO_2和ZrO_2生成新物相CaTiO_3和CaZrO_3;另外,温度对试样的物相组成没有影响,即在添加剂相同的试样中提高煅烧温度没有出现新的物相,但物相的形貌发生了显著的变化。     

添加CaZrO_3或ZrO_2+CaCO_3对再生镁质浇注料性能的影响

基于选用添加剂改善再生镁质耐火材料使用性能的设想,以粒度为5~3和3~1 mm的用后MgO-C钢包内衬砖再生颗粒料,5~3、3~1、1和0.074 mm的MS-95烧结镁砂为主要原料,硅灰为结合剂,三聚磷酸钠为分散剂制备的再生镁质浇注料,研究了分别添加质量分数为0、5%、9%和13%的CaZrO_3或ZrO_2+CaCO_3对不同温度处理后试样性能、物相组成和显微结构的影响的影响。结果表明:随着添加CaZrO_3或ZrO_2+CaCO_3用量的增加,110℃保温24 h和1 000℃保温3 h热处理后试样的线收缩率、显气孔率分别呈现出无明显变化和增大的趋势;1 500℃保温3 h烧后试样的线收缩率、显气孔率和常温抗折强度分别呈现出增大、减小和先增大后减小的趋势。CaZrO_3提高试样的抗钢渣侵蚀性,ZrO_2+CaCO_3降低试样的抗钢渣侵蚀性。与ZrO_2+CaCO_3相比,适量的CaZrO_3可明显提高再生镁质浇注料试样的烧结性能和抗钢渣侵蚀性。引入13%(w)的CaZrO_3,可获得烧结性能和抗钢渣侵蚀性能良好的再生镁质浇注料。在高温且含有SiO_2、MgO及Mg_2SiO_4的条件下,CaZrO_3不能稳定存在;经Mg2+、Si4+与Ca2+、Zr4+间的互扩散可反应形成c-ZrO_2和CaMgSiO_4,CaMgSiO_4相多分布于MgO相和c-ZrO_2相之间。     

MgO-MgAl_2O_4-ZrO_2分系亚固线温度相关系

以分析纯的MgO粉、Al_2O_3粉和ZrO_2粉为原料制备了ZrO_2含量(w)分别为20%、30%和40%的3组Ф10 mm×10 mm的圆柱样,分别经1 600℃保温5 h、1 700℃保温0和1 800℃保温7 h烧结后,借助于场发射扫描电镜研究了MgO-MgAl_2O_4-ZrO_2分系组成的显微结构。结果表明:1)在1 600～1 700℃温度范围内,MgO-MgAl_2O_4-ZrO_2分系材料为固相反应,呈方镁石、尖晶石和ZrO_2(固溶Mg~(2+))三相共存,尖晶石化影响致密程度; 2) ZrO_2为40%(w)的试样经1 800℃烧后,为非均态熔融的显微结构,部分区域可形成典型的MgO+MgAl_2O_4+ZrO_2三元共晶,其组成(w)为:MgO 35. 2%～37. 2%,Al_2O_324. 2%～26. 6%,ZrO_237. 2%～39. 8%。     

不同助熔剂对磷矿熔融特性影响研究

利用分析纯级Ca_3(PO_4)_2、SiO_2、Al_2O_3、MgO为原料模拟磷矿组成,研究SiO_2、Al_2O_3、MgO对磷矿熔点的影响。结果表明,SiO_2、Al_2O_3、MgO单独添加均可改善物料的熔融特性,且SiO_2对降低物料熔点的促进效果优于其他两种助熔剂;SiO_2/CaO摩尔比为0.85~1.75、MgO/CaO摩尔比为0.75~1.5时SiO_2-MgO复合助熔体系磷矿存在低熔点区,熔融温度介于1260~1290℃之间;SiO_2/CaO摩尔比为0.3~1.25、Al_2O_3/CaO摩尔比为0.25~1.0,和SiO_2/CaO摩尔比为1.4~1.75、Al_2O_3/CaO摩尔比为0.3~1.25两种条件下SiO_2-Al_2O_3复合助熔体系磷矿均存在低熔点区,熔融温度介于1400~1420℃之间。研究结果为深入研究磷矿熔融还原反应提供了理论依据。     

Al_2O_3-ZrO_2-SiO_2系相关系的再研究

借助高分辨力FESEM-EDS重新研究了Al_2O_3-ZrO_2-SiO_2系相关系。研究结果认为:1)在A-Z-M分系的Zr O_2含量(w)分别为30. 00%和33. 26%,Al_2O_3、SiO_2物质的量比分别为1. 50和1. 75的2个试样中,没有发现莫来石-刚玉-ZrO_2三元共晶,只发现莫来石-ZrO_2(M+Z)二元共晶;(M+Z)共晶在形态上保持莫来石基晶的结晶习性,呈微米级共晶和纳米级共晶。2)在组成落在ZS-M连线上,Al_2O_3、SiO_2物质的量比分别为0. 26、0. 59、0. 80、1. 10的4个试样中,均没有发现锆英石晶相,均有初晶ZrO_2、莫来石和玻璃相;随着Al_2O_3、SiO_2物质的量比增大,莫来石增多、增大,并且出现少量的(M+Z)共晶,玻璃相中析出纳米级t-ZrO_2晶。3) M-ZS-S分系的SiO_2含量为90%(w)的试样在1 600℃保温3 h热处理条件下均熔,自然冷凝后呈玻璃态,并发生纳米-亚微米级t-ZrO_2析晶;没有发现所谓的锆英石-莫来石-方石英三元共晶。     

含锆瓷件中化学成分的测定方法

试样经混合熔剂熔样后,以重量法测定SiO_2;溶液在1～1.2N盐酸下,用EDTA络合滴定法测定ZrO_2;接着调正溶液的PH4-5,用CuSo_4回滴过剩的EDTA测定Al_2O_3;以磺基水杨酸比色法测定Fe_2O_3;溶液经予先分离铁、铝、锆后,然后分别以EDTA络合滴定法测定CaO和MgO、CaO含量;具体方法分别介绍如下.     

国内简讯

多晶氧化铝纤维的化学组成:Al_2O_394.82％、SiO_24.96％、Fe_O_30.085％、TiO_2小于0.005％、MgO0.04％、CaO0.02％、K_2O0.003％、Na_2O0.01％、Cr_2O_3小於0.05％。物理性能:晶相以θ-Al_2O_3为主,α-Al_2O_3次之。纤维直径2-7微米,纤维长度100毫米,渣球含量小于5％。     

玻璃与其他

含有SiO_2、Al_2O_3、CaO、MgO、Na_2O、F、As_2O_3,目的在于改善熔制性能和成型性能,提高化学稳定性。组成如下(重量％):SiO_2 70.0～73.0,Al_2O_31.5～2.0,CaO 6.8～7.7,MgO 4.42～5.0,Na_2O     

纳米MgO添加量对Al_2O_3-ZrO_2材料烧结性能的影响

为了改善Al_2O_3-ZrO_2材料的烧结性能和力学性能,在Al_2O_3-ZrO_2材料配料中添加不同量(质量分数分别为0、0. 25%、0. 5%、0. 75%、1%和1. 25%)的纳米MgO,经成型、干燥、1 550℃保温3 h烧后,检测试样的烧后线变化率以及烧后试样的体积密度、显气孔率、吸水率、常温耐压强度、常温抗折强度和高温抗折强度,并进行XRD和SEM分析。结果表明:1)添加纳米MgO可促进Al_2O_3-ZrO_2材料的烧结致密化,并改善其力学性能。当纳米MgO添加量为1%(w)时,Al_2O_3-ZrO_2材料的综合性能较佳,试样的体积密度、显气孔率、吸水率和线收缩率分别为3. 34 g·cm-3、18. 7%、5. 9%和7. 6%,常温耐压强度、常温抗折强度和高温抗折强度分别为251、81. 0和24. 0 MPa。2)纳米MgO对Al_2O_3-ZrO_2材料烧结致密化和力学性能的提高归因于MgO和ZrO_2形成有限固溶体时于ZrO_2晶体中引入的缺陷促进了Zr~(4+)的扩散速率,以及亚稳态t-ZrO2发生应力诱导相变时对基体材料产生的强化作用。     

Cr_2O_3含量不同的镁铬耐火材料在炉外精炼渣中的溶蚀

采用旋转圆柱体法研究了不同Cr_2O_3含量的耐火材料在炉外精炼渣中的溶解动力学。结果表明,镁铬材料的Cr_2O_3/MgO值越高,抗渣(CaO/SiO_2=1.2)蚀性越强。显微观察和电子探针分析结果证实:复合尖晶石的溶蚀主要是其中MgO·Al_2O_3的溶解。     

盐浴法合成Cr_2AlC陶瓷粉体工艺研究

Cr_2Al C陶瓷因其高电导和良好的高温抗氧化能力可应用于高温微波吸收领域而备受关注。本文以Cr_3C_2粉、Al粉、Cr粉为原料,在BaCl_2、KCl和NaCl混合盐浴中合成了Cr2AlC陶瓷粉体,并借助X射线衍射技术研究了原料组成、合成温度以及保温时间对合成粉体物相的影响。结果表明:铝含量的不足,会引起反应不充分,合成粉体中残留较多的Cr3C2;当铝过量达到30 wt%,原料中剩余的Al会氧化成Al_2O_3;随着合成温度的升高,合成粉体中Al_2O_3和Cr_3C_2相的量减少,但合成温度过高,合成粉体中会出现Cr7C3相;保温时间不足,合成粉体中有较多的Al_2O_3和Cr_3C_2相,保温时间过长,合成粉体中也会出现了Cr_7C_3相。当铝过量20 at%,合成温度为970℃,保温2 h时,可批次稳定地得到高纯度Cr_2AlC陶瓷粉体。     

低温烧结20wt% ZrB_2(ZrO_2)/Al_2O_3复相陶瓷及微观结构表征

在高纯亚微米Al_2O_3粉中添入质量分数为20 wt%的亚微米ZrB_2(ZrO_2)粉体,采用高压干压的成型方法和恒速升温多阶段小保温的烧结方法制备出ZrB_2(ZrO_2)/Al_2O_3复相陶瓷。采用XRD、EDS和SEM对ZrB_2(ZrO_2)粉体和复相陶瓷进行相组成、元素分布和微观结构表征。结果表明:1500℃/8 h烧结制备的20 wt%ZrB_2(ZrO_2)/Al_2O_3复相陶瓷微观结构优良;杂质元素诱导晶粒生长,导致复相陶瓷表面出现Al_2O_3和ZrB_2(ZrO_2)聚集相;引入的ZrB_2(ZrO_2)颗粒使复相陶瓷发生剧烈的穿晶断裂,ZrB_2(ZrO_2)晶粒带动周围的Al_2O_3晶粒发生明显的撕裂,断裂模式为穿晶-沿晶混合断裂。     

电熔锆莫来石对Al_2O_3-Cr_2O_3耐火材料抗热震性能的影响

为研究添加电熔锆莫来石颗粒对Al_2O_3-Cr_2O_3耐火材料抗热震性能的影响,以电熔刚玉、电熔氧化铬、氧化铬绿和煅烧α-Al_2O_3粉等为主要原料,分别添加10%(w)的电熔锆莫来石颗粒和3%(w)的m-ZrO_2微粉,对试样进行水冷法抗热震试验、模拟开停车热震试验(2001 600℃)和常温物理性能检测,并重点研究了电熔锆莫来石颗粒对试样抗热震性能的影响机制。结果表明:添加电熔锆莫来石颗粒和m-ZrO_2微粉没有对烧后试样的常温物理性能和显微结构造成较大影响;添加电熔锆莫来石颗粒可以显著提高Al_2O_3-Cr_2O_3试样抗热震性能,效果与添加m-ZrO_2微粉试样的相同;电熔锆莫来石颗粒在烧成过程中析出的SiO_2相,增强了电熔锆莫来石颗粒与基质的结合程度,引导裂纹向电熔锆莫来石颗粒内部扩展,且电熔锆莫来石的共晶及多裂纹结构对裂纹的扩展起"分裂"和"吸收"等作用,从而使得添加电熔锆莫来石的试样获得优异的抗热震性能。     

增钙镁铬砖

水泥回转窑烧成带耐火衬里损坏的一个重要原因是窑料的化学作用。在镁铬砖中最易受到侵蚀的组分是陶瓷结合剂,其组成主要是镁橄榄石2MgO·SiO_2和钙镁橄榄石 CaO·MgO·SiO_2。在镁铬砖及水泥熟料所属的 CaO—MgO—FeO—Fe_2O_3—Cr_2O_3—Al_2O_3_—SiO_2系统中,由于 CaO     

高铝质电炉顶砖腐蚀作用的化学-矿物学研究

高铝耐火材料在碱性电炉顶上使用获得了异常满意的结果。 炉顶砖的耗损主要是由于物理-化学腐蚀作用。炉料中的石灰粉和补炉用的镁砂粉是最主要的腐蚀剂。砖体腐蚀后可分做三带:(1)反应带,其中主要的生成物有镁尖晶石(MgO·Al_2O_3)、镁铝石榴石(3MgO·Al_2O_3·3SiO_2)、钙长石(CaO Al_2O_3 2SiO_2)、钙镁橄榄石(CaO·MgO 2SiO_2)、六铝酸钙(CaO 6Al_2O_3)、刚玉(α-Al_2O_3)和莫来石(3Al_2O_3·2SiO_2),及或多或少的玻璃质;(2)过渡带,其中有莫来石和刚玉;以及(3)未变带。 观察结果表明,炉顶砖在使用过程中常呈片状剥落的现象是过渡带激剧收缩和砖体内部组织不均的结果。     

长纤维玻璃的配方

SiO_2:53—57％(重量)、B_2O_3:3—58％、Al_2O_3:13—17％、CaO:25.3—27％、Na_2O K_2O:0.2—1.％ TiO_2≤2％、BaO≤1％、MgO≤2％、F≤0.6％、Fe_2O≤0.6％、ZrO_2:0.5％。     

秸秆灰渣制备多孔莫来石陶瓷

为了综合利用秸秆灰渣,以水洗除杂预处理后秸秆灰渣为硅源,α-Al_2O_3粉为铝源,稻壳粉为造孔剂制备多孔莫来石陶瓷。探讨了烧成温度(1 250、1 300、1 350和1 400℃)、n(Al_2O_3)/n(SiO_2)(1. 0、1. 2、1. 5、1. 8和2. 0)、保温时间(2、3和4 h)对试样性能的影响。结果表明:当n(Al_2O_3)/n(SiO_2)从1. 0增加到1. 8时,烧结试样的抗弯强度增加79%,而显气孔率下降23%;当n(Al_2O_3)/n(SiO_2)大于1. 8时,抗弯强度有所降低。n(Al_2O_3) n(SiO_2)=1. 8,外加20%(w)稻壳粉,经1 350℃保温4 h反应烧结可一步制备出主晶相为莫来石的多孔陶瓷,其显气孔率为30. 24%,抗弯强度为45. 46 MPa。     

添加剂对合成CA_6性能和显微结构的影响

为了合成更致密的六铝酸钙材料,以86%(w)的α-Al_2O_3微粉(d_(50)=3.64μm,分析纯)和14%(w)的碳酸钙(d_(50)=5.24μm,分析纯)为原料,聚乙烯醇(PVA)为结合剂,分别外加5%(w)的化学纯TiO_2、Y_2O_3、ZrO_2为添加剂,经配料、混练、成型、烘干后,于1 550℃保温3 h煅烧,研究了不同添加剂对合成CA_6材料体积密度、显气孔率、常温耐压强度、物相组成和显微结构的影响。结果表明:1)在合成CA_6时加入TiO_2添加剂,生成新物相CaTiO_3,有α-Al_2O_3相剩余,能够明显地促进试样的烧结,降低显气孔率,增加体积密度,并且显著增加试样的常温耐压强度;2)在合成CA_6时加入Y_2O_3添加剂,烧后试样的主要物相为CA_6和Al_5Y_3O_(12)。Al_5Y_3O_(12)虽然是高熔点相,但是其对材料的常温物理性能并没有影响。3)在合成CA_6时加入ZrO_2添加剂,烧后试样主要物相为CA_6和ZrO_2相,ZrO_2并没有提高试样的致密性。