透明尖晶石陶瓷的透过性能研究

采用高纯、超细的尖晶石粉末作为起始原料,用真空热压烧结结合热等静压法制备出透明尖晶石陶瓷制品,制品抛光后在3～5 μm波段的透过率最高达到86%以上.通过酸碱腐蚀和高温退火对材料进行耐腐蚀和耐高温性能研究.实验结果表明,该工艺制备的透明尖晶石陶瓷有较好的耐酸碱腐蚀性能和耐高温性能.通过镀膜可提高制品中波红外透过率,单面镀增透膜后制品3～5 μm透过率最高可到92%.结合其他性能数据,简要介绍透明尖晶石陶瓷已经取得的应用和在基片、窗口材料等方面潜在的应用.     

ZnLiFeO_3高温热敏厚膜材料的研究

ＺｎＬｉＦｅＯ３（ＺＬＦ）高温ＮＴＣ热敏厚膜材料，是以尖晶石结构的ＺｎＬｉＦｅＯ３导电陶瓷作厚膜浆料的导电相，以Ａｌ２Ｏ３瓷为基体，用厚膜工艺制成的。实验表明，在氮气中烧结的ＺＬＦ厚膜材料，室温方阻１０３Ω／□级，Ｂ值约１０００Ｋ。在高温５００～７００℃范围内，方阻降为１０２Ω／□级，Ｂ值仍小于１０００Ｋ。是一种很有前途的高温热敏材料。     

尖晶石质浸入式水口内衬的研究

以77%的电熔尖晶石(粒度≤1mm和≤0.074mm)、20%的α-Al2O3(≤2μm)和3%的电熔镁砂(≤0.074mm)为原料,分别在1000℃、1200℃、1500℃保温3h的条件下,研究了SiO2微粉外加量(分别为0、0.5%、1.0%、1.5%)对尖晶石材料烧结性能的影响,并在1450℃的还原性气氛下进行了尖晶石内衬材料与铝碳本体材料的复合试验。研究结果表明:在不过多增加尖晶石材料高温液相量的情况下,SiO2微粉的外加量为1.0%较为适宜;在尖晶石试样中同时添加1%SiO2微粉和3%电熔镁砂细粉能很好地降低其烧结温度,而且其热膨胀率与铝碳材料的热膨胀率较为接近,而尖晶石材料与铝碳材料的复合试验结果也表明,内衬和本体材料结合完好,且无裂纹出现。     

高压辊磨强化红土镍矿还原焙烧矿磨矿-磁选的试验研究

回转窑直接还原—磁选是处理红土镍矿制备镍铁合金粉的重要工艺之一,然而通过回转窑高温还原—干式磁选所得的粗镍铁富集物中,镍、铁的品位较低,难以满足后续电炉冶炼的要求,故需要对其进行强化磨选试验。基于红土镍矿还原矿的工艺矿物学研究,考察了球磨时间、磁场强度、高压辊磨对磁选效果以及解离度的影响。结果表明：高温还原后,粗镍铁富集物中镍铁粒度差异主要受高温还原程度以及镍铁在原矿中分布不均的影响,还原矿渣相主要以橄榄石和顽火辉石为主。常规的磨矿—磁选工艺所得精矿镍和铁品位较低,金属回收率不高。开发高压辊磨工艺,可强化还原焙烧矿镍铁颗粒单体解离,显著提高金属回收率和磁选精矿品位。当还原焙烧矿在7 000 N/cm²的高压辊磨压力下进行预处理后,镍和铁回收率均提高10个百分点以上,分别高达91.17%和94.02%;镍和铁品位提高0.5和6.07个百分点,分别为6.72%和86.44%。     

液相沉淀法制备超微钴蓝颜料

研究了以硝酸铝,硝酸钴等为原料,采用液相沉淀法合成具有尖晶石型结构钴蓝颜料的制备方法。系统讨论了沉淀剂种类(氢氧化钠,氨水,尿素)、反应溶液浓度、洗涤方法、分散剂等工艺因素对合成钴蓝颜料粒度和光学性能的影响。采用SEM、TEM观察了合成颜料的形貌。最终制备出二次粒径中位径d50为670nm,一次粒径在45nm左右的超微钴蓝颜料。     

金属铝结合镁-尖晶石-碳滑板的研制

研究了不同添加物(电熔刚玉、镁铝尖晶石、碳化硅和阿隆)对镁碳材料物理性能和抗热震性的影响,炭素种类对镁碳材料物理性能和抗氧化性的影响以及抗氧化剂种类和加入方式对镁碳材料常温抗折强度和抗氧化性的影响,根据确定的最佳添加物研制连铸钢包用滑板材料。结果表明:加入镁铝尖晶石有利于提高材料的抗热震性;与炭黑相比,添加597微细石墨可显著提高材料的常温抗折强度、致密度以及抗氧化性;以碳化硼和硅粉作为复合添加剂,有利于提高材料中、高温处理后的常温抗折强度,同时也提高了材料的抗氧化性;研制的镁-尖晶石-碳滑板材料在实际使用中的抗拉毛性优于重烧铝锆碳滑板,达到了钢厂的使用要求。     

γ-Al2O3和α-Al2O3与其对应的氢氧化物对合成尖晶石的影响

以γ-Al2O3(勃姆石在700℃保温4 h热处理后的产物)、α-Al2O3(Al(OH)3在1 400℃保温4 h热处理后的产物)、勃姆石、Al(OH)3为原料,与轻烧MgO按n(Al2O3):n(MgO)=1的组成配料并制备试样,研究了在800～1 600 ℃下不同氧化铝及其对应的氢氧化物对合成尖晶石的影响.结果表明:γ-Al2O3和α-Al2O3分别同与其对应的氢氧化物为原料的试样具有相似的烧结性能;且以氢氧化物为原料比以氢氧化物煅烧后所得的氧化物为原料更有利于尖晶石的生成,但不利于尖晶石的致密化.     

镁铝尖晶石和铬矿对镁质浇注料烧结的影响

研究了加入镁铝尖晶石和铬矿砂对SiO2微粉结合镁质浇注料烧结的影响。结果表明:(1)加入适量的镁铝尖晶石或铬矿砂对于提高镁质浇注料的烧结程度和强度均有较明显的作用,但加入量不能太多,在本试验条件下,加入镁铝尖晶石和铬矿砂的最佳质量分数分别为12%和10%;(2)加入镁铝尖晶石的镁质浇注料在强度方面要好于加入铬矿砂的;(3)加入的镁铝尖晶石作为晶种,促进了亚白刚玉粉和α-Al2O3微粉在镁质浇注料中生成镁铝尖晶石,铬矿砂的加入则生成了大量的镁铬尖晶石和少量的镁铝铬尖晶石。     

白云石微粉对刚玉-尖晶石质浇注料物理性能的影响

以电熔白刚玉、电熔镁铝尖晶石、氧化铝微粉、白云石微粉以及铝酸钙水泥为主要原料,研究了白云石微粉加入量(质量分数分别为0、1.5%和3%)对刚玉-尖晶石质浇注料物理性能的影响。结果表明:加入1.5%白云石微粉对浇注料的线变化率影响不大,并能够明显提高浇注料800～1100℃烧后的冷、热态抗折强度,对1400℃烧后的冷、热态抗折强度影响不大,但1600℃烧后冷、热态抗折强度降低。加入3.0%的白云石微粉使各试验温度烧后浇注料的线变化率增大且不利于浇注料强度的提高。与1400℃烧后相比,1600℃烧后所有试样冷、热态强度均有所降低,而且随白云石微粉加入量的增加降低幅度增大。白云石微粉的加入能够明显提高刚玉-尖晶石质浇注料的强度保持率,但试样热震前后的抗折强度均明显降低。     

二次铝灰烧制镁铝尖晶石固相反应动力学及材料耐水蚀性能

以再生铝行业二次铝灰为主要原料,开展二次铝灰烧结制备镁铝尖晶石材料的研究。材料物相分析表明：二次铝灰可以烧结制备镁铝尖晶石材料。根据适宜的原料配比,在不同温度条件下烧结制备材料,进一步探讨烧结温度对材料耐水蚀性能的影响。二次铝灰烧结制备镁铝尖晶石材料的晶化反应表观活化能E_a=104.54 kJ/mol。在1 200～1 500℃烧结3 h,材料水化反应动力学方程依次为：(1-(1-5.76η)^1/2)²=kt,(1-(1-6.15η)^1/2)²=kt,(1-(1-6.43η)^1/2)²=kt和(1-(1-6.34η)^1/2)²=kt;1 400℃烧结3 h,材料水化率为8.83%,达不到高耐水性材料标准(0.2%)要求。