“莫来凯特”物相分析及热膨胀机理研究

本文分析了“莫来凯特”的物相组成，根据复合物相的热膨胀系数的计算方法，从理论上计算了“莫来凯特”的热膨胀系数，并与熟矾土相比，论述了“莫来凯特”低热膨胀机理，从而阐明了“莫来凯特”的高抗热震性能。     

铝硅系耐火原料与碱蒸气反应侵蚀行为

近年来,污泥、生活垃圾作为水泥生产的部分燃料应用于水泥生产,造成水泥窑炉衬材料硅莫砖的严重碱侵蚀破坏和剥落,影响水泥窑的稳定运行。采用碱蒸气法系统研究了水泥窑硅莫砖用高铝矾土、莫来石(M60)及莫来凯特3种铝硅系耐火原料抗碱蒸气侵蚀行为。结果表明：3种铝硅系耐火原料的碱蒸气侵蚀行为,与原料中的化学成分、玻璃相含量和成分及其显微结构等密切相关。对于以刚玉、莫来石为主的高铝矾土,碱与刚玉、莫来石晶相发生反应形成钾霞石,产生体积膨胀,使得高铝矾土表面先发生疏松和开裂,后碱蒸气渗入颗粒内部,造成严重碱侵蚀破坏;而对于以莫来石为主的莫来石(M60)原料,碱与莫来石和玻璃相发生反应,形成瞬间液相并析出白榴石相,形成的液相阻止了碱的渗透,使碱侵蚀仅发生在表面层而表现出优良的抗碱侵蚀性能。而莫来凯特原料中晶相莫来石与玻璃相含量相当,玻璃相含量高达46%,其与碱蒸气发生化学反应形成更多的液相,同时析出白榴石相,因氧化钾反应溶解在该原料玻璃相中,造成原料整体性侵蚀破坏。     

中温高性能莫来石质匣钵的研制

采用石英、铝矾土、福建黑土和苏州高岭土为原料,制备出适宜快速烧成的中温高性能莫来石质匣钵。探讨了原料配比、原料细度、颗粒级配等工艺参数对匣钵性能的影响,通过多种测试分析方法对匣钵性能进行了表征。结果表明:所得匣钵样品的主晶相是莫来石,另外还有堇青石、方石英及石英;具有热膨胀系数低、抗热震稳定性能好等优点。     

堇青石干法合成技术的研究与应用

分析研究了3种矿化剂对滑石-粘土-工业氧化铝系统干法合成堇青石的矿化机理,合成出了堇青石相95%,热膨胀系数α=2.4×10~(-6)℃~(-1)(20～1000℃),晶体发育良好,形成网络结构的堇青石熟料.以这种干法共磨堇青石生粉作基质,优质莫来石熟料作骨料,研制出了性能良好的堇青石-莫来石棚板.     

红柱石原料高温结构演变及抗钾蒸气侵蚀行为研究

红柱石是铝硅系耐火材料重要的原料之一，因完全莫来石化后具有莫来石-高硅氧玻璃相相间的结构而表现出优异的抗碱侵蚀性能。然而，其莫来石化程度与抗碱侵蚀性能之间的关系尚未厘清。为此，本工作以粒度为3～5 mm的红柱石为研究对象，在1 450～1 600℃下热处理红柱石3 h,研究了红柱石的莫来石化过程与结构演变，并采用碱蒸气法研究了抗碱侵蚀行为。结果表明，随着热处理温度的提高，红柱石表面及裂纹附近先转变形成莫来石-高硅氧玻璃相结构，随后莫来石化转变不断向内部发展，直至完全莫来石化。红柱石莫来石化程度不同决定了其不同的抗碱侵蚀行为。1 450℃热处理后的红柱石表面及大裂纹附近形成的莫来石-高硅氧玻璃相复合层较薄，侵蚀以红柱石与钾蒸气直接反应为主，抗碱侵蚀性能较差；1 500℃及以上温度热处理的红柱石表面及大裂纹附近形成了一定厚度的莫来石-高硅氧玻璃相复合层，钾蒸气首先与高硅氧玻璃相反应形成含钾硅酸盐液相，随后该液相对莫来石相产生侵蚀溶解，阻止了碱蒸气对莫来石的直接反应侵蚀，从而使红柱石表现出优良的抗碱侵蚀性能。     

堇青石-莫来石质匣钵材料抗热震性和抗侵蚀性研究

堇青石-莫来石质耐火材料具有热膨胀系数低、容重轻、吸热少、体积稳定性好和抗热震性好等特性.以堇青石、莫来石为主要原料,加入一定量的电熔氧化镁、活性氧化铝和硅微粉等微粉为辅助原料,制备了堇青石-莫来石质匣钵材料.研究了颗粒级配和烧成温度对堇青石-莫来石质匣钵材料物相组成和显微结构的影响,并对材料的热震性和侵蚀性进行评估.结果表明:烧成温度在1300～1400℃,对热震后的三组试样进行性能检测,发现配方一试样具有好的抗热震性和抗侵蚀性,其残余抗折强度在3.0～4.5 MPa之间,残余耐压强度在17.5～24.5 MPa之间.     

堇青石-莫来石窑具材料的研制

对陶瓷行业常用的几种堇青石－莫来石窑具材料进行了化学成分分析、矿物相分析和显微结构观察,探讨了国内外此类材料在物相组成和结构特征上的差异,并在此基础上研制出了性能优异的堇青石-莫来石窑具材料。     

红柱石——一种优异的抗钠蒸气侵蚀的耐火原料

钠蒸气对氧化铝耐火材料的化学侵蚀尚未了解。为了更好地理解了这种侵蚀,进行试验室测试以模拟钠蒸气对各种原料和耐火材料的侵蚀。钠蒸气对氧化铝原料的侵蚀主要是富Na2O液相的溶解-沉淀过程。气态侵蚀取决于氧化铝原料的显微结构和相分布。黏土和红柱石易受钠蒸气侵蚀。尽管有初始高硅玻璃相,由于大部分玻璃相分布在莫来石复合结晶相的毛细管网中,莫来石化红柱石具有优异的抗侵蚀性,接近单晶电熔莫来石。因此,高铝耐火材料基质采用莫来石化红柱石颗粒,其在钠蒸气侵蚀时阻碍了液相形成,这些试验结果与热力学计算一致。     

前脸墙鼻部烧结锆莫来石砖的侵蚀

针对前脸墙鼻部烧结锆莫来石砖侵蚀物结石中常常只看到铝硅质晶相而被误判,详细介绍了烧结锆莫来石砖的蚀变过程及侵蚀产物的岩相分析.     

红柱石——生产优质耐火材料用最有前途的材料

概述了红柱石的莫来石化过程，指出这一相转变过程是根据确定颗粒形状的假象机理和固相过程的化学作用进行的。莫来石的取向与红柱石沿着轴Ｃ形成的结晶方向一致。     

用凝胶法制备片状莫来石粉及其应用

用拟薄水铝石和非晶态ＳｉＯ_２微粉为原料，用溶胶－凝胶工艺制取了莫来石凝胶。通过干燥、煅烧，制得片状结晶莫来石粉．初步研究了凝胶法莫来石粉在钛酸铝陶瓷和烧结刚玉砖中的应用。实验结果表明，片状莫来石起了促进烧结、降低烧成温度的作用，并使钛酸铝－莫来石复相陶瓷和刚玉砖的强度得到显著提高．     

混杂纤维复合材料热性能异性研究

本文对碳纤维，玻璃纤维混杂纤维复合材料进行了热膨胀系数计算，计算结果表明，环向碳纤维的加入可使碳纤维增强复合材料的纵向热膨胀系数趋于正值，而同等厚度环向玻璃纤维的加入却使碳纤维增强复合材料的纵向热膨胀系数更趋于负值，从而增加了复合材料零膨胀设计范围。     

混杂纤维复合材料热性能特异性研究

本文对碳纤维、玻璃纤维混杂纤维复合材料进行了热膨胀系数计算，计算结果表明，环向碳纤维的加入可以使碳纤维增强复合材料的纵向热膨胀系数趋于正值，而同等厚度环向玻璃纤维的加入却使碳纤维增强复合材料的纵向热膨胀系数更趋于负值，从而增加了复合材料零膨胀设计范围。     

ZnO压敏陶瓷烧结用匣钵侵蚀机理研究

为提升刚玉-莫来石匣钵在ZnO压敏陶瓷烧成中的使用性能，采用SEM、EDS等手段对用后的刚玉-莫来石匣钵的显微结构和微区成分进行表征来探究侵蚀机理。结果表明：刚玉-莫来石匣钵的侵蚀损毁主要是压敏陶瓷中的添加剂Bi₂O₃在烧结温度下沿气孔扩散至材料内部，与莫来石结合相和莫来石颗粒反应生成低熔点相破坏材料内部结构造成的，在侵蚀过程中白刚玉的微观形貌基本不发生改变，具有较好的抗侵蚀性。     

几种玻璃窑用耐火材料的开发

介绍了“L型吊墙砖”“硅线石砖”“仿美锡槽砖”“刚玉—莫来石砖”等几种玻璃窑用新型耐火材料的研制、开发与应用。     

溶胶—凝胶法制备莫来石粉末

以硝酸和正硅酸乙酯为主要原料，采用溶胶－凝胶法制备莫来石粉末，并利用DSC技术和XRD技术研究了莫来石的形成过程、物相组成，制定出合理的煅烧温度。     

锂辉石对碳化硅基复相陶瓷热膨胀及显微结构的影响

采用近零膨胀材料β-锂辉石作为高温结合剂，通过常压烧结制备碳化硅基复相陶瓷材料，研究β-锂辉石质量分数为25%～40%、烧结温度为1 500～1 600℃复相陶瓷的致密性、显微结构和热膨胀系数。结果表明：β-锂辉石高温熔融产生液相能包裹碳化硅颗粒，烧结过程中锂辉石的相变在一定程度提高了材料致密性。复相陶瓷中玻璃相含量是引起热膨胀系数升高的主要原因。当β-锂辉石添加比为35%时，在1 600℃烧结下的复相陶瓷的热膨胀系数低于1 550℃,且杨氏模量有小幅增加。     

石墨烯纳米复合材料热膨胀特性的理论研究

采用基于Eshelby-Mori-Tanaka方法的数学模型,对石墨烯纳米复合材料的热膨胀特性进行了理论研究。将石墨烯的形状视为扁椭球形并将其取向随机分布,建立了一种可计算两相石墨烯纳米复合材料热膨胀系数的数学模型。最后,通过与环氧树脂/石墨烯纳米复合材料的热膨胀系数的实验结果进行比较,验证该理论研究的准确性。结果表明,添加石墨烯可有效降低纳米复合材料的热膨胀系数,且纳米复合材料的热膨胀系数受石墨烯的含量、团聚效应和网络结构等因素的影响。     

莫来石粉体成形性能的研究

文章指出了影响莫来石粉体成形性能的三大要素，较深入地研究了莫来石粉体的成形性能。探讨了伪层裂形成的机理，并提出了预防措施。     

杂质和高温液相对莫来石化动力学和抗热震性的影响

研究了煅烧红柱石颗粒的莫来石化和生成莫来石的显微结构。众所周知,莫来石生成的机理为:加热过程中,红柱石单晶转变为组成为3∶2的莫来石单晶,毛细网络由富二氧化硅液相所填充。但是很少有人研究杂质对莫来石化动力学的影响。本研究表明,红柱石中杂质(主要是铁和碱金属)的存在增加了液相量,降低了液体黏度。莫来石化动力学由红柱石的粒度、化学组成、红柱石矿的产地、液相含量和特性所决定。因为特殊的显微结构和液相的存在,在空气中进行热震时,已莫来石化了的红柱石晶体表现出典型的复合材料的特点:微裂纹被莫来石/玻璃相界面偏移了,而且在玻璃相区域终止。继续加热后,热震产生的裂纹又得到愈合。