利用钾长石尾矿制备β-硅灰石微晶玻璃的研究

研究了以福建沙县的钾长石尾矿为主要原料，采用烧结法制备矿渣微晶玻璃的可行性；确定了制备β－硅灰石微晶玻璃的配方：尾矿72％，碳酸钙22.7%，氧化锌（起助熔作用）5.3%(质量分数）；玻璃熔化条件：1250℃，保温3h。选取粒度为0.45-0.9mm的水淬玻璃颗粒，采用正交实验法，研究了热处理条件对材料性能的影响，确定了热处理的优化条件：核化温度975℃，核化时间45min，晶化温度1100℃，晶化时间30min，在优化条件下制备的微晶玻璃由2μm的β－硅灰石晶体和玻璃相组成，吸水率为0.16%，Vickers硬度为9.77GPa,且耐酸碱腐蚀性能优良。     

Na2O-CaO-SiO2-MgO-Al2O3-ZnO微晶玻璃制备及晶化行为的研究

本文设计了Na2O-CaO-SiO2-MgO-Al2O3-ZnO体系,采用熔融法制备了以磷渣为主要原料的微晶玻璃,磷渣在微晶玻璃中的使用率达到67～75%,并利用XRD,SEM等确定了玻璃的最佳热处理制度,研究了Na2O对微晶玻璃析晶及特征的影响.结果发现经过 750 ℃核化4 h,850 ℃晶化2 h,得到主晶相为硅灰石(CaSiO3)和菱硅钙钠石(Na2Ca2Si3O9)的微晶玻璃.玻璃中表面析晶和整体析晶同时存在,其中Na2O可促进整体析晶和菱硅钙钠石的析出.     

热处理工艺对高炉矿渣微晶玻璃性能的影响

以某高炉矿渣为主要原料,采用熔融法制备了CaO-Al_2O_3-SiO_2系矿渣微晶玻璃。研究了热处理工艺对矿渣微晶玻璃力学性能的影响,得出热处理工艺影响因素的先后顺序为:核化温度-核化时间-晶化时间-晶化温度,确定最佳热处理工艺为:770℃核化3 h,930℃晶化2 h,在此热工艺条件下制备的微晶玻璃抗弯强度最大,为153.67 MPa。利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)测试方法分析了矿渣微晶玻璃的显微结构和晶体微观结构。     

利用油页岩渣制备微晶玻璃的实验研究

利用油页岩渣探索制备微晶玻璃的配方,使油页岩资源得到综合利用。在分析油页岩渣成分的基础上,参照CaO-Al2O3-SiO2系统相图,确定微晶玻璃配方,并确定晶核剂的种类和用量。运用DTA,XRD,SEM等方法研究了微晶玻璃的晶化制度、析出晶相。微晶玻璃的最佳工艺制度:核化温度为850℃,保温2h,升温速率控制在4℃/min;晶化温度为975℃,保温2h,升温速率控制在6℃/min。微晶玻璃主晶相为钙铁透辉石Ca(Mg,Fe)Si2O6,次晶相为硅灰石,两者相互交织,微晶玻璃具有良好的理化性能。对微晶玻璃的主要性能做了测试,性能优于同类的大理石、花岗岩材料。     

锂铝硅系统微晶玻璃的析晶及热处理工艺研究

制备了Li2O-Al2O3-SiO2系微晶玻璃,采用差热分析(DTA)、X衍射分析(XRD)和扫描电镜(SEM)等分析手段对该系统微晶玻璃的析晶过程和微观结构进行了研究。通过正交实验讨论了热处理温度及时间对微晶玻璃热膨胀性能的影响。结果表明:通过热处理工艺来控制晶相的析出,析晶初始温度下首先析出的晶相为β-石英固溶体,随晶化温度升高β-石英固溶体转变为β-锂辉石固溶体,可以使样品的热膨胀性能符合要求。获得较小热膨胀系数的热处理工艺为:核化温度620℃,核化时间1小时,晶化温度840℃,晶化时间3小时。所获得的微晶玻璃的热膨胀系数为9.510-7/℃,可作为低膨胀材料使用。     

利用高炉渣和粉煤灰制备微晶玻璃热处理制度的优化

以高炉渣及粉煤灰为原料,采用直接烧结法制备废渣微晶玻璃,通过正交试验研究热处理制度对微晶玻璃抗弯强度的影响.结果表明:影响微晶玻璃抗弯性能的热处理制度因素的主次顺序为晶化温度、升温速率、晶化时间和烧结时间.最佳的热处理制度参数为晶化温度970℃、晶化时间1.5h、升温速率5℃·min-、烧结温度1150℃;制备的废渣微晶玻璃主晶相为钙镁黄长石,晶粒形貌呈方块状,晶粒尺寸约2 μm;废渣利用率高,高炉渣利用率达90％,微晶玻璃性能优良.     

核化及晶化温度对微晶玻璃性能的影响

本文以95％炼铁高炉渣和5％钾长石为原料,采用简易的烧结法制备出炉渣微晶玻璃。利用DSC、XRD等分析手段研究了不同核化晶化温度对矿渣微晶玻璃性能的影响。研究表明：不同的核化晶化温度对高炉渣微晶玻璃的性能有较大的影响;最后得出最佳核化温度为760℃、最佳晶化温度为960℃。     

矿渣微晶玻璃热处理制度的优化设计

以白云鄂博矿二次选后尾矿、粉煤灰和石灰石为主要原料,采用熔融法制得矿渣微晶玻璃.利用正交实验方法研究了热处理工艺参数对矿渣微晶玻璃抗弯强度的影响,得到影响因素的主次顺序为:晶化时间＞核化温度＞晶化温度＞核化时间,确定最优热处理制度为:核化温度700℃,核化时间2h;晶化温度850℃,晶化化时间2h.并利用XRD、SEM、EDS检测手段对制得的微晶玻璃显微结构进行了分析.     

MgO-Al2O3-SiO2系统微晶玻璃的热处理工艺对其介电性能的影响

本文制备了MgO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃,用XRD、DTA等方法对该系统微晶玻璃材料的析晶过程进行研究,通过正交试验,讨论了热处理温度及时间对微晶玻璃介电性能的影响.结果表明通过热处理工艺来控制晶相的析出,可以使样品的介电常数和介电损耗符合要求.获得较小介电常数的热处理制度为核化温度750℃,核化时间1h,晶化温度1100℃,晶化时间1.5h,所获得的微晶玻璃的介电常数为6.13,介电损耗4.22×10-3+可作为绝缘体等微波介质材料使用.     

利用垃圾焚烧飞灰电弧炉熔渣制备微晶玻璃

垃圾焚烧飞灰电弧炉熔渣经核化、晶化两步处理制备微晶玻璃,采用差热分析法研究了基础玻璃的晶化行为,考察了晶化时间对微晶玻璃微观结构及理化特性的影响。结果表明:基础玻璃的晶化指数为1.48,以表面析晶为主,其最佳热处理制度为:核化温度679℃、核化时间1.5h、晶化温度985℃、晶化时间1.5h。微晶玻璃的主晶相为透辉石Ca(Mg,Al)(Si,Al)_2O_6和少量普通辉石Ca(Mg,Fe,Al)-(Si,Al)_2O_6,在最佳热处理条件下制得的微晶玻璃具有较高的抗弯强度、硬度、韧性及耐酸碱性等性能,有替代天然建材的潜力。     

利用煤粉炉渣制备微晶泡沫玻璃的研究

以煤粉炉渣为主要原料,以碳酸钙作为发泡剂,磷酸钠作为稳泡剂,再加入其他辅助原料制备了微晶泡沫玻璃,研究了碳酸钙和磷酸钠的掺入量、发泡温度、保温时间对微晶泡沫玻璃性能的影响,并且采用XRD分析其物相组成,结果表明,当发泡剂和稳泡剂的掺量分别为4.5%和5%,发泡温度为1000℃,发泡时间为20min时,试样已经完全转化为微晶泡沫玻璃,主晶相为硅灰石,次晶相为钙长石和辉石,平均泡径达2.03mm,表观密度为938 kg/m3,气孔率达52.6%,抗压强度达17.95MPa,抗弯强度达12.51 Mpa,热膨胀系数达5.67×10-6/℃,导热系数达0.20 W/(m.K)。     

核化温度对钢渣玻璃陶瓷性能的影响

以钢渣为主要原料制备玻璃陶瓷。测定了在不同核化温度下试样的抗弯强度,用DTA、XRD和SEM研究核化温度范围并鉴定玻璃陶瓷主晶相。探讨了核化温度与抗弯强度之间的关系。研究表明:抗弯强度、晶相含量随温度的升高先提高然后有所下降。用钢渣生产玻璃陶瓷是钢渣开发利用的一条有效新途径。     

Preparation and properties of the glass-ceramics from low Ti-bearing blast furnace slag and waste glass

Ti-bearing blast furnace slag is a typical silicate material, which can be an important component for the preparation of silicate-based glass-ceramics. Quartz-based waste glass is commonly used as an additive to adjust the basicity of slag-based glass-ceramics. In this study, the quartz-based waste glasses were added to the Ti-bearing blast furnace slag to prepare the mixed solid waste glass-ceramics. The effects of waste glass content and heat treatment temperatures on the crystallization and performances of the prepared glass-ceramics were investigated. The results showed that as the waste glass content increased, the crystallization ability of the glass was weakened. Fassaite and nepheline were identified as the dominant crystalline phases in the prepared glass-ceramics and mainly featured a combination of both massive and dendritic forms. With increasing the heat treatment temperatures, the size of dendritic crystals first increased and then decreased. The optimal experimental conditions were identified as a waste glass content of 45%, a crystallization temperature of 900°C, and a nucleation temperature of 730°C. Under these conditions, the prepared glass-ceramics exhibited good crystalline phase distribution and excellent mechanical properties, including a Vickers hardness of 991.67 MPa and a flexural strength of 89.81 MPa. All the prepared solid waste-based glass-ceramics exhibited excellent chemical durabilities.     

Fe2O3对铜尾矿基CaO-MgO-Al2O3-SiO2微晶玻璃析晶行为的影响

以铜尾矿为主要原料,通过熔融法制备CaO-MgO-Al₂O₃-SiO₂(CMAS)微晶玻璃,并外掺Fe₂O₃晶核剂对细粒级铜尾矿基CMAS微晶玻璃析晶行为进行优化。利用DSC、XRD和SEM等手段研究了晶核剂用量对细粒级铜尾矿基CMAS微晶玻璃析晶行为和物理性能的影响,借助Ozawa-Chen法拟合计算了析晶动力学参数。结果表明,外掺Fe₂O₃晶核剂用量大于3.72%(质量分数)时,细粒级铜尾矿制备的微晶玻璃可以实现整体析晶。辉石相的析出是玻璃相中的Fe、Mg元素进入[Si(Al)O₄] 四面体晶格配位的结果,Fe³⁺的增加有利于辉石相的析出并降低了析晶活化能,外掺Fe₂O₃晶核剂能够较好地优化细粒级铜尾矿基微晶玻璃的析晶行为和力学性能。     

超低膨胀微晶玻璃热处理工艺优化研究

采用熔融法制备了Li₂O-Al₂O₃-SiO₂系透明玻璃,以TiO₂、ZrO₂和P₂O₅为复合晶核剂对该玻璃进行热处理,获得了超低膨胀微晶玻璃。采用正交试验研究了热处理工艺参数对微晶玻璃热膨胀系数的影响,并通过计算分析获得了最优的热处理工艺参数,即核化温度为600 ℃,核化时间为3 h,晶化温度为820 ℃,晶化时间为5 h。在此热处理工艺制度下获得的微晶玻璃主晶相为β-石英固溶体,热膨胀系数为1.6×10^-8 ℃^-1。采用差热分析、X射线衍射分析、扫描电子显微镜分析、透射电子显微镜分析等手段研究了微晶玻璃的析晶情况和微观结构,并进一步分析了热处理工艺与微晶玻璃热膨胀性能和微观结构之间的对应关系。结果表明,微晶玻璃的热膨胀系数由晶相种类和含量决定,微晶玻璃内部晶相的尺寸和含量与热处理工艺密切相关。     

反应析晶烧结法制备硅灰石玻璃陶瓷

本文提出了一种直接利用废玻璃制备硅灰石玻璃陶瓷的新工艺:反应析晶烧结法。将高岭土和碳酸钙为主要原料合成的析晶促进剂加入到废玻璃粉末中烧结,通过两者间的反应析出硅灰石。研究了析晶促进剂含量和烧结温度对硅灰石玻璃陶瓷的组织、烧结和性能的影响,结果表明:随着析晶促进剂含量的增加,玻璃陶瓷的体密度和开孔隙率增加,强度先增后降。提高烧结温度促进反应析晶,并导致玻璃陶瓷的体密度、开孔隙率和强度降低。析晶促进剂含量为15%,烧结温度为850℃时,制得的硅灰石玻璃陶瓷的力学性能最佳。     

SiO2含量对钛矿渣微晶玻璃晶化行为的影响

以钛矿渣为主要原料,采用熔融法制备CaO-MgO-Al₂O₃-SiO₂系微晶玻璃,通过综合热分析仪、X射线衍射仪和扫描电子显微镜分析了SiO₂含量对钛矿渣微晶玻璃的基础玻璃稳定性及晶化行为的影响。结果显示:以原渣制备微晶玻璃时,其基础玻璃结构不稳定,易析出钙钛矿晶体,随着SiO₂含量的增加,基础玻璃趋于稳定,析晶温度上升,热处理后析晶程度更高,显微结构更加致密,因而强度更高。通过加入辅助原料石英粉来调节SiO₂含量,当SiO₂含量为40%(质量分数)时,可以制备出具有稳定玻璃体、晶相仅为透辉石、抗弯强度为82.1 MPa的微晶玻璃,其钛矿渣掺量在80%(质量分数)以上,具有重要的经济与社会效应。     

热处理温度对磷渣-煤矸石微晶玻璃结构和性能的影响

以磷渣和煤矸石为原料,采用一步烧结法制备了性能优良的CaO?Al2O3?SiO2(CAS)系微晶玻璃,用差示扫描量热法(DSC),X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)等对其进行分析和表征,研究了热处理温度对微晶玻璃晶相组成、微观结构和宏观性能的影响规律。结果表明,固废利用率达100%,微晶玻璃性能良好;以磷渣和煤矸石为原料在1250℃下熔融2 h、于850℃热处理保温2 h可制备主晶相为假硅灰石Ca3(Si3O9)的微晶玻璃,其抗折强度、显微硬度和体积密度分别为74.4 MPa,566.9 HV和2.75 g/cm3。随热处理温度升高,微晶玻璃主晶相由Ca3(Si3O9)相转变为硅灰石CaSiO3相,晶体形态由球状向针状、短柱状改变,对提高微晶玻璃抗折性能有利,而显微硬度和体积密度均先增加后降低。