Al(NO_3)_3对白云石烧结性能和抗水化性能的影响

在天然白云石中添加不同比例的Al(NO_3)_3,采用二步煅烧法制备镁钙砂,研究Al(NO_3)_3添加量对白云石烧结性能和抗水化性能的影响。结果表明,在1 600℃保温3 h,没有添加Al(NO_3)_3时,镁钙砂试样的烧结密度为3.17 g/cm3,显气孔率为4.9%,抗水化增重率为3.1%,粉化率为20.1%,MgO的晶粒尺寸为2.92μm;添加Al(NO_3)_3后,由于Al(NO_3)_3在高温分解产生Al_2O_3,Al_2O_3在高温下会和CaO发生反应,生成3CaO2·Al_2O_3,在高温下形成液相,促进试样烧结,当添加0.30%Al(NO_3)_3(质量分数)时,试样的烧结密度为3.24 g/cm~3,显气孔率为3.8%,抗水化增重率为2.0%,粉化率为15.6%,MgO的晶粒尺寸为3.48μm。     

添加Nd_2O_3对白云石烧结性能的影响

添加不同比例Nd_2O_3到天然白云石中,采用二步煅烧法制备镁钙材料,研究了Nd_2O_3对白云石烧结性能的影响。结果表明,1 600℃烧结3 h条件下,没有添加Nd_2O_3的试样的体积密度为3.25 g/cm~3,显气孔率为3.8%,MgO晶粒尺寸为3.82μm;添加0.75%(质量分数)Nd_2O_3时,由于Nd_2O_3和MgO、CaO发生固溶反应,降低了其晶粒生长活化能,试样的体积密度提高为3.33 g/cm~3,显气孔率下降为2.8%,MgO晶粒尺寸增大至4.53μm。     

Fe2O3微粉添加对MgO CaO系耐火材料烧结性能及 抗水化性能的影响

通过添加Fe2O3微粉的方法,研究了Fe2O3微粉对MgO CaO系耐火材料烧结性能和抗水化性能的影响。试验结果表明,添加Fe2O3微粉可以有效地促进MgO CaO系耐火材料的烧结,抑制其水化速度。当Fe2O3的添加量在0～3%时,随着Fe2O3添加量的增加,耐火材料试样的体积密度先增加后减小,显气孔率则先减小后增加,且两者均在Fe2O3为1%处出现极值。当Fe2O3的添加量在02%～05%的范围时,耐火材料试样的显气孔率和体积密度变化最明显。当Fe2O3添加量为1%时,将试样在温度为60 ℃、相对湿度为75%的条件下水化144 h后,其粉化率仅为146%。
     

精炼钢包用Al_2O_3-MgO-CaO系复相耐火材料的研发

为适应精炼钢包用耐火材料轻量化的发展需要,采用两步烧结法向Al_2O_3-MgO-CaO系复相耐火材料中添加La_2O_3,并对该耐火材料的抗LF精炼渣侵蚀性能进行了研究。结果表明,添加的La_2O_3优先固溶入Al_2O_3-MgO-CaO系复相耐火材料的晶相CaO·6Al_2O_3中,促使CaO·6Al_2O_3晶胞产生晶格畸变,有效抑制了CaO·6Al_2O_3晶粒沿基面的异常长大,进而有效地促进了Al_2O_3-MgO-CaO系复相耐火材料的烧结致密化。当添加La_2O_3的质量分数为4%,在1600℃保温2h烧成后,试样的气孔率由占总体积分数的19.2%下降至6.1%,体积密度由2.78g/cm3上升至3.18g/cm3,制得了含MgO·Al_2O_3、CaO·2Al_2O_3、CaO·6Al_2O_3晶相且呈现交织分布、显微结构致密的Al_2O_3-MgO-CaO系复相耐火材料,其抗LF精炼渣侵蚀性能与同等致密度的Al_2O_3-MgO质耐火材料相当。     

烧结助剂中CaO质量分数及烧结温度对氧化铝基微波陶瓷性能的影响

选用CaO–SiO_2–TiO_2作为氧化铝陶瓷的烧结助剂,在空气气氛下经过常压烧结制备Al_2O_3陶瓷。研究了烧结助剂中CaO质量分数以及烧结温度对Al_2O_3基微波陶瓷的相组成、微观结构和介电性能的影响。结果表明:添加含CaO烧结助剂的Al_2O_3陶瓷中,出现了CaAl_(12)O_(19)第二相,相含量随着CaO质量分数的增加而增加;随着烧结助剂中CaO质量分数的增加,Al_2O_3陶瓷试样介电常数增大,品质因数先升高后降低。随着烧结温度的升高,Al_2O_3陶瓷相对密度和品质因数先升高后降低,介电常数和谐振频率温度系数增大。当烧结温度为1450℃、烧结助剂中CaO质量分数为0.4%时,烧结体的相对密度达到最大值98.61%,介电常数为9.88,品质因数值为21957GHz,谐振频率温度系数为-21.353×10~(-6)/℃。     

CeO_2添加剂对Al_2O_3-MgO-CaO耐火材料致密化的影响

由于Al_2O_3-MgO-CaO系耐火材料在烧成过程中存在许多对烧结致密化不利的因素,进而影响其相关性能的使用.为此,在1 500～1 600℃条件下制备了Al_2O_3-MgO-CaO复合材料,并研究加入CeO_2添加剂对该系耐火材料烧结致密化的影响.实验结果表明:将CeO_2添加到Al_2O_3-MgO-CaO系耐火材料的较优烧成温度为1 600℃,当CeO_2的添加量(质量分数,下同)分别为4%和6%时,其显气孔率分别降低至3.9%和3.8%,体积密度从未添加时的2.88 g/cm~3分别升高至3.62 g/cm~3和3.68 g/cm~3;同时,通过扫描电镜观察发现添加CeO_2后该系耐火材料显微结构致密化程度较高,从而实现其良好的致密化.     

低钙石灰烧结法处理粉煤灰高效提取氧化铝研究

为解决石灰烧结法配钙量高、渣量大和氧化铝回收率低等问题,提出了低钙石灰烧结法从脱硅粉煤灰提取氧化铝的新工艺,并研究了不同配钙比和碱铝比对熟料烧结行为、粉化性能和氧化铝浸出性能的影响。结果表明:低钙石灰烧结法处理粉煤灰烧结熟料主要物相组成为12CaO·7Al_2O_3和γ-2CaO·SiO_2,并含有少量CaO·Al_2O_3、2Na_2O·3CaO·5Al_2O_3、2CaO·Al_2O_3·SiO_2和β-2CaO·SiO_2;提高钙铝比有助于2CaO·Al_2O_3·SiO_2向12CaO·7Al_2O_3和γ-2CaO·SiO_2的转化,从而提高氧化铝浸出性能和熟料粉化性能;提高碱铝比促进2CaO·Al_2 O_3·SiO_2向12CaO·7Al_2O_3和2Na_2O·3CaO·5Al_2 O_3的转化,有利于提高氧化铝的浸出性能,但过高的碱铝比增加熟料中的β-2CaO·SiO_2含量,从而降低熟料粉化性能;在1 350℃烧结1 h的条件下,当钙铝比为1.20、碱铝比为0.15时,脱硅粉煤灰烧结熟料氧化铝浸出率达到90%左右。     

Al_2O3添加物对MgO部分稳定ZrO_2性能的影响

本文研究Al_2O_3添加物对MgO部分稳定ZrO_2(Mg-PSZ)性能的影响。采用ZrO_2,Mg(OH)_2·4MgCO_3·6H_2O和Al_2O_3为原料,配成不同Al_2O-3(0～2％)含量的五种试样,经热塑法成型,>1750℃烧成。试验结果表明:(1)Mg-PSZ中加人Al_2O_3(1～1.5％)能促进烧结、提高其致密度、抗蚀性及抗热震性,但对其电子电导特征氧分压影响不大。(2)添加Al_2O_3的Mg-PSZ的相变温度比ZrO_2原料的相变温度约低100～200℃。(3)添加的Al_2O_3与从c-ZrO_2(ss)脱溶出来的MgO生成镁钼尖晶石,分布于ZrO_2晶界处。     

CuO对锆酸钙性能的影响

以Ca(OH)_2和m–ZrO_2为原料,按物质的量1:1配料,添加不同质量分数的CuO,混料均匀后压样在不同烧结温度保温3 h后制备锆酸钙。将烧结后的样品用显气孔体密测定仪、X射线衍射仪(X-ray diffraction,XRD)、扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)分析CuO对锆酸钙材料的烧结性能、物相组成、微观结构的影响。结果表明:样品在1600℃温度烧结后,当没有添加CuO时,试样烧结前后线收缩率为11.22%,体积密度为3.37 g×cm~(-3),显气孔率为15.6%,CaZrO_3晶粒尺寸为3.58μm;当加入质量分数为1.5%CuO时,由于在烧结过程中CuO和CaO反应生成低熔点相CaO–CuO,产生液相促进烧结,试样烧结前后线收缩率为19.68%,制备锆酸钙体积密度为4.07 g×cm-3,显气孔率为7.6%,CaZrO_3晶粒尺寸为5.14μm。     

CuO对白云石烧结性能的影响

本文研究了CuO对白云石烧结性能的影响,结果表明:CuO添加到白云石中,高温烧结时,产生低熔点CaO-CuO液相,促进白云石的烧结。当煅烧温度为1600℃,无CuO添加剂时,制备的镁钙砂体积密度为3.23 g/cm~3,显气孔率为3.4%。当CuO添加量为1.5%时,制备的镁钙砂体积密度提高到3.30 g/cm~3,显气孔率为1.6%。     

12CaO·7Al_2O_3无氟预熔精炼渣脱硫的试验研究

在试验室条件下,对12CaO·7Al_2O_3的预熔工艺和12CaO·7Al_2O_3基精炼渣脱硫能力进行了研究。效果显示:CaO和Al_2O_3按分子比12∶7混合,经预熔温度1 520℃处理后,可获得12CaO·7Al_2O_3精炼渣。12CaO·7Al_2O_3预熔精炼渣,随温度的升高、渣量的增加和处理时间延长,脱硫率相对增大,12CaO·7Al_2O_3无氟精炼渣合适的加入量4%,处理温度1 590℃,处理时间15min。     

Al2O3 含量对 YSZ 热障涂层性能的影响

Al_2O_3等氧化物对YSZ热障涂层的高温使用性能有一定的影响。本文用HVOF喷涂Ni Co Cr Al Y合金粘结层,APS喷涂YSZ陶瓷面层,制备了Al_2O_3含量为0.01~0.64wt%的YSZ涂层。比较了不同Al_2O_3含量的YSZ涂层在1100℃下的热震性能和抗烧结性能,并探讨Al_2O_3对涂层的影响机理。结果表明相较于高纯YSZ涂层,随着涂层中Al_2O_3含量升高,涂层的抗热震性能降低,且Al_2O_3促进YSZ涂层的烧结。Al_2O_3含量在小于0.01wt%-0.12wt%区间内时,对涂层抗热震和抗烧结性能有显著影响,含量继续增加至0.64%时,对性能影响减缓。显微组织观察与EDS检测结果表明涂层中Al_2O_3并未在熔融颗粒界面处偏聚,但在颗粒内部有局部偏析。由此推测,含Al_2O_3的YSZ涂层热震失效的原因可能是Al_2O_3在YSZ颗粒内部偏析,并影响涂层的烧结性能,导致裂纹容易萌生和扩展。     

SrO对镁铝尖晶石烧结性能的影响

以Al₂O₃、Mg(OH)₂和SrO为原料,引入质量分数分别为0、0.25%、0.5%、0.75%、1%的SrO制备镁铝尖晶石。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、显气孔率、体积密度测定仪和图像处理软件,对烧结后的试样进行分析。结果表明：不同烧结温度煅烧后,随SrO含量逐渐增加,试样烧结后线收缩率和体积密度先增大后减小,显气孔率先减小后增大,当SrO添加量为0.5%时,线变化率和体积密度最大,显气孔率最小。试样在1 600℃下保温3 h时,未添加SrO制备的镁铝尖晶石烧结后线变化率为4.9%,显气孔率为50.1%,体积密度为1.64 g/cm³;而添加了0.5%SrO制备的镁铝尖晶石线变化率为5.4%,显气孔率为44.3%,体积密度为1.89 g/cm³。     

凝胶注模工艺制备闭孔多孔Al_2O_3基陶瓷

以亚微米Al_2O_3粉末为原料,Mg O为掺杂剂,Si C为高温发泡剂,利用Al_2O_3基陶瓷在高温下具有超塑性变形能力的特点,采用凝胶注模工艺制备了闭孔多孔Al_2O_3基陶瓷.研究了不同Si C含量对Al_2O_3基陶瓷烧结密度、开口气孔率、闭口气孔率及微观结构的影响,考察了Al_2O_3基陶瓷的物相组成及气孔孔径的分布和大小,并且与传统的球磨混合工艺进行了对比.研究结果表明,坯体中Mg O与Al_2O_3反应完全,多孔陶瓷的物相组成为Al_2O_3和Mg Al2O4,并伴有少量的SiO_2晶相存在.随着Si C含量的增加,其烧结密度和开口气孔率逐渐降低,闭口气孔率逐渐增加.与球磨混合工艺相比,凝胶注模工艺制备的Al_2O_3基陶瓷中闭口气孔的孔径大小和分布更加均匀.     

高炉铁口无水炮泥强度及其特性分析

通过模拟高炉铁口生产条件的试验,对某大型高炉的无水炮泥在不同条件下焙烧后的强度及微观组织结构进行了分析。结果表明:试样经200℃×24 h烘干后,耐压强度和抗折强度最大;经800℃×2 h煅烧后,耐压强度和抗折强度最小;经1 100℃×2 h煅烧后,显气孔率相比800℃×2 h煅烧后的显气孔率明显较低;在1 400℃时,微观组织密实、均匀,性能稳定。     

不同温度下铝硅含量对南非矿烧结性能影响的研究

采用微型烧结试验,在两种温度下,研究了SiO_2,Al_2O_3含量对南非矿烧结性能影响。分析结果表明:当温度控制在1325℃时,烧结试样体积收缩率和抗压强度较好。随SiO_2和Al_2O_3含量的增加,烧结矿抗压强度呈先升高后降低趋势,当SiO_2含量为5.6%时抗压强度最大,当Al_2O_3含量为2.5%时抗压强度最大。     

高钛铝土矿的高压水化法溶出试验研究

分别采用高压水化法和拜耳法对某高钛铝土矿进行溶出,对比两种方法对Al_2O_3及TiO2溶出率的影响。研究了高压水化条件下溶出温度、苛性碱浓度、溶出时间以及石灰添加量对高钛铝土矿中Al_2O_3及TiO_2溶出率的影响。结果表明,高压水化法更有利于提高Al_2O_3溶出率、降低TiO2溶出率,溶出效果优于拜耳法;高压水化法的最佳溶出条件为:溶出温度290℃、苛性碱浓度360g/L、溶出时间60min、石灰添加量8%,此条件下氧化铝的实际溶出率可达90.832%,TiO2的溶出率仅为4.108%。     

Al2O3细粉对MgO系浇注料性能的影响

本文研究了Al2O3细粉的加入对MgO系浇注料性能的影响。在110℃×24h烘干,1500℃×3h烧成制度下,通过改变基质中Al2O3细粉的加入量,对材料物理性能和力学性能进行测试。结果表明：3％～5％Al2O3细粉的加入能显著改善MgO系浇注料的综合烧结性能：显气孔率15％～17％;体积密度3．01～3．03g／cm^3;耐压强度和抗折强度分别高达85～92MPa和12．4—14．5MPa;当Al2O3细粉的加入量大于5％时,由于材料线变化率和显气孔率的过度增大,引起材料结构的松散,导致材料强度的降低和抗渣性能的下降如：显气孔率大于20％;体积密度小于2．90g／cm^3;耐压强度和抗折强度则分别小于70MPa和10MPa。     

MgO/Al2O3对高炉渣基矿渣棉制备过程中调质熔渣析晶行为的影响

为了探究MgO/Al_2O_3对高炉渣基矿渣棉制备过程中调质高炉熔渣析晶行为的影响,利用Factsage热力学软件模拟了不同MgO/Al_2O_3时调质高炉熔渣降温过程中的理论析晶温度和析晶种类及含量,在实验室条件下以化学纯试剂模拟制备不同MgO/Al_2O_3高炉熔渣,利用XRD和SEM定性分析了不同MgO/Al_2O_3调质高炉熔渣的析晶行为。结果表明:不同MgO/Al_2O_3调质高炉熔渣均出现析晶现象,析出相主要是钙镁黄长石(2CaO·MgO·2SiO_2)和钙铝黄长石(2CaO·Al_2O_3·SiO_2),且析出相含量随MgO/Al_2O_3的变化呈规律性变化;不同析出相的开始析出温度和熔渣的固相开始析出温度随MgO/Al_2O_3值变化呈规律性变化,当MgO/Al_2O_3为0.6时,熔渣固相开始析出温度最低,为1 406.83℃,此时析晶活化能最大,此时体系最稳定。     

赤泥预还原球团的熔分

为了实现赤泥资源高附加值化综合利用,通过高温模拟试验对赤泥含碳球团还原焙烧-熔分过程进行研究。将赤泥含碳球团在1 200℃下进行还原焙烧,并结合相图分析,向粉碎后的焙烧球团中添加一定比例的CaO、Al_2O_3进行调质和熔分。结果表明,赤泥含碳球团在1 200℃下还原12min后金属化率可达91.3%,还原效果良好;在1 450℃下进行还原熔分,可实现渣铁的有效分离,金属铁收得率可达到90%以上,所得铁水质量符合炼钢要求;熔分渣中w(TFe)可降至0.5%以下,渣中主要物相为12CaO·7Al_2O_3、CaTiO_3和2CaO·Al_2O_3·SiO_2,通过熔点性能测试试验,熔化性能符合钢液脱硫条件。