Fe2O3和K2CO3对高灰分煤催化燃烧影响及机理分析

为提高淮北矿区高灰分煤的燃烧效率,采用热重分析实验对比分析了Fe2O3和K2CO3对煤粉着火与燃尽温度、燃烧特性指数、放热面积的影响.结果发现Fe2O3和K2CO3可分别将煤粉的着火温度由480.3℃降低470.4℃和397.3℃,燃尽温度由628.4℃降到609.7℃和547.7℃,燃烧特性指数提高,放热量增大.利用SEM、XRD和FTIR测试技术对煤粉燃烧残余物的微观结构、物相组成及官能团变化进行研究,分析燃煤催化剂在燃烧反应中的作用机理;通过BET方程计算燃烧煤焦的比表面积,分析其孔隙结构的变化.结果表明Fe2O3和K2CO3的主要作用机理是促进燃烧反应过程中挥发分的析出,增强煤粉的吸附性能,加快燃烧反应过程中固定碳的燃烧.     

Y2O3对YSZ粉体物相组成和显微结构的影响

以不同氧化钇含量的电熔钇稳定氧化锆微粉为主要原料,于20 MPa下干压成型,并将其在1650℃下进行无压烧结.研究氧化钇含量对氧化锆微粉物相组成及微观结构的影响.结果表明:Y2 O3含量为7wt％时,试样主要由四方相和少量的单斜相组成,此时YSZ试样的体积密度最大,显气孔率最低,致密度最高.同时Y2 O3含量的增加,促进了氧化锆粉体的烧结,并使其发生了由单斜相向四方相和立方相的转化.     

燃烧合成法制备TiB2-Al2O3复相陶瓷的研究

采用自蔓延燃烧合成法在室温下的空气中制备出了TiB2-Al2O3复相陶瓷,通过X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)分析表明合成的产物纯净,无中间相,TiB2的形貌为规则的块状,晶粒细小,平均尺寸为(2～5μm),弥散的分布在晶粒较大的Al2O3(40～50μm)四周,而Al2O3的形状不是很规则.     

燃烧合成法制备Al-Cr2O3体系新型隔热材料

以Cr2O3粉、Al粉、Al2O3粉为原料,利用燃烧合成方法,通过优化工艺参数,制备出耐高温、导热系数小、常温耐压强度高的新型隔热材料.XRD和EDS分析表明合成材料主要由Al2O3和少量的(Cr,Al)2O3固溶体、AlN、Cr、Al8O3N6、Cr3P构成.合成材料的性能指标如下:耐火度1800℃,常温耐压强度为26 Mpa,600℃时的导热系数为0.92 W·(m·K)-1,体积密度为1.68 g·cm-3,显气孔率为46%.该材料作为使用温度大于1500℃的隔热材料具有较好的应用前景.     

沉淀法制备Al2O3-ZrO2-Y2O3复合粉体的固相反应

采用化学沉淀法制备了不同配比的Al2O3-ZrO2-Y2O3复合粉体.通过X射线衍射研究了热处理过程中各物质之间的反应顺序及复合粉体的物相组成,结果表明升温过程中Y2O3优先与ZrO2反应生成固溶体,温度较高时,剩余Y2O3与Al2O3反应生成钇铝石榴石YAG;不同的制备工艺没有改变各物质之间的固相反应顺序,但影响了复合粉体中各物相的相对含量.     

燃烧合成法制备TiB2-Al2O3复相陶瓷的研究

采用自蔓延燃烧合成法在室温下的空气中制备出了TiB2-Al2O3复相陶瓷,通过X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)分析表明,合成的产物纯净,无中间相,TiB2的形貌为规则的块状,晶粒细小,平均尺寸为(2～5μm),弥散的分布在晶粒较大的Al2O3(40～50μm)四周,而 Al2O3的形状不是很规则。     

前驱体热解法制备Al2O3的物相转变及其合成

本文着重考查了Al2O3的前驱体一碳酸铝铵沉淀的形成过程及煅烧过程物相变化，发现可通过调节反应条件和加入合适的表面活性剂，来控制碳酸铝铵晶核的形成及晶体的生长速度，有效地阻止了Al2O3的团聚，并在温度1150摄氏度下制备出分散的Al2O3，其平均粒径为－2um，比表面为－3m^2/g。     

原位燃烧合成Al-Zr-N系复相陶瓷--燃烧产物的相组成和热力学分析

原位燃烧合成法能够制备分散性良好的复相陶瓷,对于提高复相陶瓷的性能有着重要的意义.本课题研究了Al-Zr-N系复相陶瓷的燃烧合成反应. 由于金属铝的熔点较低(660℃),而金属锆的熔点较高(1855℃),在燃烧反应的高温下,金属铝要熔融团聚, 阻碍氮气向试样内部的渗透.在燃烧温度低于金属锆的熔点时,金属锆不发生熔化现象.实验结果表明,氮气向试样内部的渗透性对于反应产物的物相组成有着重要的影响.通过X射线衍射和热力学分析得到了燃烧参数和反应产物物相组成之间的关系及其内在规律.     

燃烧合成法制备TiB2-A2O3复相陶瓷的研究

采用自蔓延燃烧合成法在室温下的空气中制备出了TiB2-A2O3复相陶瓷，通过X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)分析表明：合成的产物纯净，无中间相，TiB2的形貌为规则的块状，晶粒细小，平均尺寸为(2～5μm)，弥散的分布在晶粒较大的Al2O3(40～50μm)四周，而Al2O3的形状不是很规则。     

CaO含量对Al2O3-MgO-CaO系浇注料性能的影响

高纯度的Al2O3-MgO-CaO系浇注料正广泛应用于精炼钢包的透气砖、座砖、工作衬及包壁修补料等,纯铝酸钙水泥既是Al2O3-MgO-CaO系统浇注料的结合剂,同时又是浇注料中CaO的主要来源.本试验通过改变纯铝酸钙水泥的加入量来改变CaO的含量,探究高温下形成的CA6等矿相对体系性能的影响.结果发现:氧化钙以本研究中的纯铝酸水泥形式引入时,随其引入量的增加,材料经110 ℃处理后的物理性能呈现优化的趋势;CA6形成产生的体积膨胀在促进结构的致密化的同时,当达到一定程度时,会导致材料结构劣化,因此材料经1550 ℃处理及5次热循环后,其物理性能呈现先提高后降低的趋势.综合各项性能认为,纯铝酸钙水泥加入量在5wt%~8wt%时其高温强度及抗热震性能较为优异.     

Combustion synthesis and characterization of Sr3Al2O6

In this paper, the synthesis by solution combustion (SCS) of tri-strontium aluminates (Sr₃Al₂O₆), using different fuel amounts, has been studied. The main objective was to understand the effect of the amount of fuel on phase formation, yield and purity of the product using urea as fuel. The combustion temperatures of each reaction were followed by digital pyrometry. Phase compositions were determined by X-ray diffraction (XRD). The microstructural characteristics during the SCS process were studied by field emission scanning electron microscopy (FESEM). The specific surface area was calculated with the BET model from adsorption data. The results showed that the Sr₃Al₂O₆ was the main phase obtained in all syntheses. This aluminate with high content of Sr is considered attractive for use in applications requiring radiopacity as biomaterials for dental and bone repair. The maximum measured temperature during synthesis, with excess fuel, was approximately 987°C. It was higher than that obtained in the case of using stoichiometric amounts of fuel which was 762°C. The product obtained in this second case had a submicrometer structure, with highly crystalline particles and a specific surface of 0.21 m²/g. It was higher than that obtained with excess of fuel (0.07 m²/g).     

含镁铝尖晶石的铝酸钙水泥中物相分布状态对流变特性的影响

合成了3种不同配比含镁铝尖晶石的铝酸钙水泥(CAM)。借助X射线衍射和扫描电子显微镜对合成的水泥试样进行了物相组成和显微结构分析,使用电导率仪、维卡仪和流变仪测定了CAM水泥净浆的水化和流变特性。结果表明:当水泥中镁铝尖晶石(MgAl2O4,MA)分布在一铝酸钙(CaAl2O4,CA)周围时,MA阻碍了CA与水的接触,水泥水化较难进行,水泥砂浆凝结时间较长,水泥净浆的屈服应力、表观黏度和触变性较小,储能模量G’增长速率也较小。MA和CA交错分布时,CA晶粒外形不规整,与水接触面积较大,水泥水化较易进行,水泥砂浆凝结时间较短,水泥净浆的屈服应力、表观黏度和触变性较大,储能模量G’增长速率也较大。而当MA分布于CA晶粒之间时,CA晶粒发育完整,水泥溶解过程较慢,水泥凝结时间和流变参数都处于中间值。     

TiO2加入量对固相烧结合成镁铝尖晶石致密化行为的影响

以低品位菱镁矿和工业α氧化铝微粉为主要原料固相烧结合成镁铝尖晶石,探讨TiO2添加剂对合成镁铝尖晶石致密化行为的影响.用X射线衍射(XRD),扫描电镜(SEM)及相关分析软件对烧后试样的相组成和显微结构进行研究,以揭示镁铝尖晶石烧结致密化的过程机理.研究结果表明:添加剂TiO2与形成镁铝尖晶石的置换固溶作用是促进固相合成镁铝尖晶石烧结致密化的重要机理,阳离子空位的产生以及镁铝尖晶石的晶格缺陷,高温下有利于镁铝尖晶石的晶体发育和长大,在空间位阻效应的作用下,达到排除气孔使试样致密化的目的;随着TiO2加入量的增多,镁铝尖晶石的致密化程度也逐渐升高,能够有效的改善制品的烧结性能和显微结构.     

燃烧法合成CaAl2O4:Eu2+,Nd3+长余辉材料

利用硝酸盐和尿素的氧化还原反应,通过燃烧合成法在较低的温度下合成了蓝紫色长余辉发光材料CaAl2O4：Eu^2 ,Nd^3 研究了炉温和可燃物等对发光材料性能的影响。结果表明：反应物置于温度为500℃的高温炉中发生点火燃烧得到的产物性能最好,其发射光谱的最强峰波长在450nm左右,与高温固相反应法比,激发光谱和发射光谱没有明显变化,燃烧法生成物的产物分散性好,制备过程具有合成温度低、反应时间短等优点。     

铝酸钙玻璃中羟基对红外透过性能的影响

采用不同熔化方法制备了铝酸钙红外玻璃并考察了其红外透过性能。研究了结构中的羟基对玻璃红外透过性能的影响。通过红外光谱和固体核磁共振技术对玻璃中羟基的结构特征、氢键结合状态以及红外吸收情况进行了研究和探讨。结果表明:羟基会引起铝酸钙玻璃在近红外2.9μm左右的宽带吸收,这是由于玻璃中羟基结构形式的多样化所造成的;在玻璃结构中,羟基与氢键结合会造成振动频率下降,红外吸收峰向长波移动,羟基氢键结合强度越大,长波移动越严重,羟基与氢键结合形式越多,羟基的红外吸收范围越宽;在铝酸钙红外玻璃中主要存在3种羟基存在形式:孤立羟基基团、邻近的羟基对和带有氢键的单个羟基。不同制备方法获得的玻璃结构中羟基存在形式基本相同。     

Al2O3包覆SiO2球形复合粉体的制备及烧结

以Na2SiO3·9H2O、浓H2SO4等为原料,采用溶胶凝胶—喷雾干燥法制备球形二氧化硅,并采用非均匀成核的方式对其进行表面包覆氧化铝的处理,进而研究在不同温度煅烧下包覆样品的形貌、组织成分、粒度及分散性的改变.通过X射线衍射仪,扫描电子显微镜,激光粒度分析仪,能谱仪等对包覆前后以及不同温度烧结后的样品进行表征.结果表明:采用非均匀成核法,Al2O3以无定形结构成功的包覆在球形SiO2粉体表面.样品在1100℃发生莫来石转变,并在1400℃非晶SiO2转变为方石英,同时莫来石转变完全.     

Microstructural evolution of supra-nanostructure Al2O3/ZrO2 eutectic powders by combustion synthesis-spray cooling

Eutectic powders with fine microstructure are difficult to synthesize by crushing eutectic bulk because of the damage of crystal structure and the introduction of milling media during preparation process. In this work, a novel combustion synthesis-spray cooling (CSSC) method is developed to fabricate supra-nanostructure Al₂O₃/ZrO₂ eutectic powders. CSSC is a kind of self-heating technique, which simplifies operations, reduces costs and supplies ultra-high cooling rate. The phase composition and the microstructural evolution are investigated using experiment studies and ANSYS simulation. During the process, the t-ZrO₂ are stabilized at room temperature because of the solubility of Al₂O₃ in ZrO₂. The ultra-high cooling rate greatly refined eutectic structure. Although the eutectic structure coarsens with increases in particle size, the interphase spacing of all particles reaches supra nanoscale. The work provides a route for preparing supra-nanostructure Al₂O₃/ZrO₂ eutectic powders and for better understanding the microstructural evolution.     

Characteristics,Thermodynamics, and Preparation of Nanocaged 12CaO·7Al2O3 and Its Derivatives

Crystal s tructures, characteristics, and preparations of 12CaO·7Al₂O₃ family and CaO–Al₂O₃ (C–A) system have been reviewed in detail with relevant thermodynamic parameters being assessed or recalculated. 12CaO·7Al₂O₃ (shortened as C12A7) can form several derivatives of type C12A7:M^n? or C12A7–M^n? through replacing so‐called “free oxygen ion” by many anions including OH^?, H^?, O^?, , F^?, Cl^?, and e^? in their cages, or being adopted by rare earth metals or alkaline earth metal oxides at cation sites (Ca²⁺ or Al³⁺). These doped C12A7 derivatives show unique material properties of transparent conduction, catalysis, and antibacterial with potential applications in fast ion conductors, optoelectronics, oxidants, and catalysts etc.     

液相法制备棒状Al2O3及Al2O3-ZrO2陶瓷复合粉体

采用二乙三胺五乙酸（DTPA）为配合剂,以简易的液相法合成出微纳米纤维状Al和Al-Zr前体,煅烧处理制备了棒状α-Al₂O₃和Al₂O₃-ZrO₂复合陶瓷粉体。同时研究了DPTA∶Al³⁺质量比、反应温度与时间对陶瓷粉体形态的影响。利用X射线衍射（XRD）、热分析（TG/DSC）以及扫描电子显微镜（SEM）对粉体进行了表征。结果表明：较高的DTPA∶Al³⁺质量比以及较长的反应时间有利于制备高长径比的纤维棒状Al和Al-Zr配合物前体。合成纳米纤维状α-Al₂O₃和Al₂O₃-ZrO₂前体的最优条件是反应温度60℃,反应时间5.5h,DTPA∶Al³⁺比例为1.2∶1。相应地,该前体煅烧后可以制备出棒状α-Al₂O₃和Al₂O₃-ZrO₂复合陶瓷粉体。