镁橄榄石质轻质球形骨料的制备

为了降低镁基轻质浇注料在受热过程中的收缩并提高其初始强度,以菱镁矿细粉、天然硅石粉、轻烧MgO和SiO_2微粉为原料,使用硫酸镁溶液为结合剂,采用圆盘造粒机成型料球,分别在1 400、1 420、1 450℃下保温3 h煅烧制备了镁橄榄石质轻质球形骨料。分别研究了结合剂浓度、原料配比和煅烧温度对骨料体积密度、显气孔率、料球强度的影响。结果表明:以质量分数分别为71. 1%的菱镁矿、24. 6%的硅石粉、3. 8%的轻烧镁粉和0. 5%的SiO_2微粉配料,加入w(MgSO_4)=15%的硫酸镁溶液为结合剂,经1 420℃保温3 h可以制备性能较佳的镁橄榄石质轻质球形骨料。     

镁橄榄石加入量对镁质浇注料性能的影响

为降低镁质浇注料的原料成本,用镁橄榄石骨料部分替换镁质浇注料中等粒度的镁砂骨料,研究了镁橄榄石加入量(加入质量分数分别为0、16%、32%)对不同温度(110、1 000和1 500℃)处理后浇注料性能的影响。结果表明:随着镁橄榄石加入量的增大,浇注料烘干后体积密度减小,显气孔率变小,强度增大;1 000和1 500℃热处理后,浇注料体积密度减小,显气孔率增大,强度增大,抗渣侵蚀性降低,抗渣渗透性以镁橄榄石加入量为16%(w)时最好。     

不同造孔剂对方镁石-镁橄榄石隔热材料性能的影响

为了利用辽宁地区丰富的镁资源制备方镁石-镁橄榄石质隔热材料,以高纯镁砂(≤3 mm)、镁橄榄石(≤1 mm)、SiO_2粉(≤0.044 mm)为主要原料,在以菱镁矿粉(≤0.074 mm)为主要造孔剂的基础上,分别添加石墨(≤0.149 mm)、炭黑(≤0.044 mm)、聚苯乙烯球(1 mm)、聚丙烯塑料颗粒(1 mm)和木屑(1~2 mm)作为造孔剂,以亚硫酸纸浆废液作为结合剂,在2 MPa压力下压制成型,在110℃保温24 h干燥后,在1 550℃保温3 h烧成,然后检测烧后试样的显气孔率、体积密度、烧后线变化率、常温耐压强度和常温抗折强度,并分析典型试样的物相组成和显微结构。结果表明:1)添加上述造孔剂后,烧后试样的显气孔率增大,体积密度、常温耐压强度和常温抗折强度均减小;试样烧成后均发生收缩,其中,添加石墨的试样的收缩率最小(0.26%),添加木屑的试样的收缩率最大(1.47%);综合比较,添加炭黑的试样的综合性能最优。2)烧后试样的主晶相为方镁石、镁橄榄石及少量的钙镁橄榄石。3)添加粒径较大(1 mm)的聚丙烯塑料颗粒的试样烧后产生了较大的气孔,并且气孔分布不均均;添加炭黑的试样在显气孔率增大的同时仍具有较高的强度。     

氧化镧对镁橄榄石晶体结构及性能的影响

以低品位菱镁矿与天然硅石为原料,以氧化镧为添加剂,通过固相反应烧结制备镁橄榄石.研究讨论了氧化镧对镁橄榄石材料相组成、晶胞参数、微观结构及常温性能的影响.用XRD和SEM法对烧后试样的相组成和显微结构进行研究.利用X' pert plus软件对试样中镁橄榄石相的晶胞参数进行计算.按国家标准,检测镁橄榄石试样的体积密度、显气孔率、吸水率和常温耐压强度.结果表明:加入适量氧化镧可以促进了低品位菱镁矿轻烧氧化镁粉与天然硅石中通过固相反应烧结合成制备镁橄榄石.氧化镧加入量为1.2％时,镁橄榄石的晶胞体积最大,镁橄榄石中引入氧化镧所造成的结构缺陷加速了离子扩散速度,而过量的氧化镧会进入晶界液相中.综合以上分析,氧化镧的引入量为1.2％时,镁橄榄石材料综合性能最好,其体积密度为2.44 g/cm3,显气孔率为23％,吸水率为9.5％,常温耐压强度为30.1 MPa.     

镁橄榄石前驱体溶胶结合电熔镁砂基耐火材料基质的烧结性能

为提高电熔镁砂基耐火材料的烧结性能,以Na_2SiO_3·9H_2O和MgCl_2·6H_2O制备的镁橄榄石前驱体溶胶作为结合剂,以粒度≤0. 074 mm的电熔镁砂细粉为主原料,研究镁橄榄石前驱体溶胶加入量(质量分数分别为0、1%、2%和3%)对电熔镁砂基耐火材料基质试样性能、显微结构及物相组成的影响。结果表明:随着镁橄榄石前驱体溶胶加入量的增加,1 450和1 550℃保温2 h烧后试样的体积密度、烧后线收缩率、常温耐压强度呈先增大后减小趋势,加入2%(w)的镁橄榄石前驱体溶胶时,1 550℃烧后试样的体积密度和耐压强度最大,镁橄榄石颗粒均匀分布在镁砂颗粒表面及颗粒间隙处,两相晶粒边界完整清晰,填充颗粒边界气孔,形成致密的显微结构。可见,加入镁橄榄石前驱体溶胶对电熔镁砂基耐火材料基质起到促烧结作用。     

熔盐法制备方镁石-镁橄榄石轻质隔热耐火材料

低品位菱镁矿作为制备镁质隔热耐火材料的原料是未来的主要研究方向之一。以高硅菱镁矿和三级滑石矿为原料，经预处理后得到轻烧镁粉和滑石粉，以NaCl熔盐为反应介质，通过熔盐法制备了方镁石-镁橄榄石(MgO-Mg₂SiO₄)轻质隔热耐火材料。研究了NaCl加入量、烧结温度、保温时间以及原料配比对试样制备的影响。结果表明：当NaCl的加入量为轻烧镁粉-滑石粉混合料质量的20%、烧结温度为1 200℃、保温时间为6 h、m(轻烧镁粉)∶m(滑石粉)=5∶5时，试样的综合性能最优，此时其体积密度为1.46 g·cm^-3,显气孔率为55.0%。此外，发现滑石自分解和镁橄榄石的合成均可在试样内部形成气孔。     

以Na2SO4介质制备镁橄榄石轻质材料的性能研究

以天然镁橄榄石和Na2SO4为原料,采用树脂作为结合剂,将原料压制成型,分别经900、1 000、1 100℃保温10 h烧后,再经过蒸馏水洗盐处理,经110℃24 h烘干后制备了镁橄榄石轻质材料。检测了试样的体积密度、显气孔率及常温耐压强度,并利用XRD、SEM及EDS分析了原料的相组成和试样的显微结构。结果表明:随着烧成温度的升高,镁橄榄石烧结程度良好,在材料中形成骨架结构;当镁橄榄石与熔盐Na2SO4的理论质量比为1 1时,熔盐与镁橄榄石反应生成的MgO具有较完整的晶体形貌,晶粒尺寸大的约5μm,小的约1μm;当镁橄榄石与熔盐Na2SO4的理论质量比为1 1.3,在1 100℃烧后,经蒸馏水洗盐处理后的试样综合性能最佳,其显气孔率为56%,体积密度为1.3 g·cm-3,耐压强度为18 MPa。     

尖晶石-镁橄榄石纳米复合材料的合成及性能

首次利用云母、氧化铝、碳酸镁粉体成功合成纯尖晶石-镁橄榄石纳米复合材料。在行星式球磨机中将原料按适当比例混合并机械活化,得到的粉体在高温下煅烧。经过40h的机械活化且在1 200℃下退火1h,得到的纯尖晶石-镁橄榄石纳米复合材料的微晶尺寸在30～87nm内。常温耐压强度(CCS)结果显示,加入10%尖晶石的试样能生成具有最大强度(～67MPa)的尖晶石-镁橄榄石烧结体。试样的体积密度和显气孔率分别为1.46%和17%。     

添加镁橄榄石颗粒对镁质中间包涂料性能的影响

为了降低中间包用耐火材料的成本并节约资源,以马钢生产的市售镁质中间包涂料为基础,添加20%(w)的烧结或不烧镁橄榄石颗粒(3～1 mm)替代同粒度的烧结镁砂制成含镁橄榄石的镁质中间包涂料,并研究了该涂料经1 500℃保温3 h热处理后的常温物理性能、抗渣侵蚀性能和显微结构。结果表明:添加烧结镁橄榄石颗粒的中间包涂料的体积密度高于不添加镁橄榄石颗粒的,且显气孔率降低,常温抗折强度和耐压强度较不加镁橄榄石颗粒的略有降低;添加不烧镁橄榄石颗粒的体积密度和强度略低于不加镁橄榄石颗粒的;静态抗渣试验显示,无论是否含有镁橄榄石颗粒,三种中间包涂料均以渗透侵蚀为主,其抗渣侵蚀能力基本相当。     

氧化锆对低品位菱镁矿制备镁橄榄石的影响

以低品位菱镁矿与天然硅石为原料,以氧化锆为添加剂,通过固相反应烧结制备镁橄榄石。研究讨论了氧化锆对镁橄榄石材料相组成、晶胞参数、微观结构及常温性能的影响。用X射线衍射（XRD）和扫描电镜（SEM）对烧后试样的相组成和显微结构进行研究。利用X′ Pert plus软件对试样中镁橄榄石相的晶胞参数进行计算。结果表明：加入适量氧化锆可以促进低品位菱镁矿轻烧氧化镁粉与天然硅石通过固相反应烧结合成制备镁橄榄石。锆离子的置换作用导致镁橄榄石相的晶胞参数和晶胞体积减小。氧化锆加入质量分数为1.2%时,镁橄榄石综合性能最好,其密度为1.87 g/cm³,显气孔率为35.1%,吸水率为18.7 %,常温耐压强度为17.9 MPa。     

镁橄揽石耐火材料的发展

高质量的橄榄石无须煅烧即可使用的性能，使其在制造镁橄榄石耐火材料中有很大的经济效益。本文全面综述了近年来镁橄榄石耐火材料的研究结果及其在各种高温装置上的使用经验。不同结合的镁橄榄石砖具有的良好性能使其工业应用前景广阔。     

Hollow spherical granules of forsterite

Conclusions A study of the physical and technological properties of hollow spherical oxide granules of the forsterite composition was carried out and their dependence on the size distribution of the material was revealed.It was established that during the firing process, the strength of the individual granules increases owing to the occurrence of the reaction leading to enstatite formation.Based on the data of x-ray phase analysis, the relationship between the phase composition and the size distribution of the inorganic granules was established.The hollow forsterite granules are recommended for high-temperature thermal insulation.Translated from Ogneupory, No. 8, pp. 6–9, August, 1988.     

Fused forsterite refractory material

Conclusions The possibility in principle is shown of obtaining pure forsterite by electric-arc melting of natural magnesium orthosilicate.It was established that the oxides of iron, chromium, silicon, and manganese reduce easily and are concentrated in a ferroalloy the content of which is 6–8%. The product of fusion of dunite is 95–98% forsterite and an insignificant quantity of iron containing siliceous glass.Parts produced from fused dunite have quality indices significantly exceeding the indices of those produced from fired dunite.Translated from Ogneupory, No. 8, pp. 31–34, August, 1985.     

轻质镁橄榄石砖的研制

以陕西商南的镁橄榄石为原料,以石油焦粉为造孔剂(其加入质量分数分别为30%、35%、40%),分别采用羧甲基纤维素、硅溶胶、MgCl2.6H2O为结合剂,以5 kN的压力成型后,分别于1 250、1 300、1 350℃保温3 h煅烧,测试烧后试样的线变化率、体积密度及耐压强度。结果表明:以MgCl2.6H2O为结合剂,加入40%质量分数的石油焦,经1 300℃保温3 h煅烧,可制备出体积密度为1.15 g.cm-3,耐压强度为3.58 MPa的轻质镁橄榄石砖。     

Strength of forsterite refractories at high temperatures

Conclusions The compressive strength of forsterite refractories is higher with the use of prefired dunite. The noncontinuous grading does not always produce high-strength products.The strength of forsterite refractories in the 100–200°C range drops 20–40%, then increases; at 1000°C it exceeds the original strength by 20–45%, after which it drops continuously.The strength of single-phase monomineral forsterite specimens (MgSiO₄) does not alter with temperature rise to 1100°C.     

Synthesis and characterization of bioactive forsterite nanopowder

Forsterite ceramic is a new bioceramic with good biocompatibility. However, the degradation rate of forsterite ceramic is extremely low, and the apatite-formation ability is also poor. On the other hand, nanostructured bioceramics are expected to have better bioactivity than coarser crystals. The aim of this work was preparation, characterization and bioactivity evaluation of forsterite nanopowder. Forsterite nanopowder was synthesized by the sol–gel process. Bioactivity evaluation was preformed by immersing the forsterite powder in the simulated body fluid (SBF) and apatite formation on the surface of the immersed forsterite nanopowders was investigated. Results showed the particle size of pure forsterite was 25–45 nm. During immersion in SBF, the dissolution rate of the forsterite nanopowder was higher than conventional forsterite powders and apatite was formed after soaking for 14 days. Our study indicated that forsterite nanopowder unlike micron-sized forsterite possessed apatite-formation ability and might be used for preparation of new biomaterials.