锆莫来石材料反应烧结过程的研究

本文利用XRD、SEM和EDAX等方法系统研究了含ZrO_2约33%的ZrO_2-Al_2O_3-SiO_2系耐火材料,从生坯煅烧至1600℃所发生的结晶相变化,显微结构变化及烧结过程中ZrSiO_4的分解温度.结果表胆:ZrSiO_4的分解比莫来石的形成要快,莫来石是由ZrSiO_4分解的非晶SiO_2与Al_2O_3反应形成的.1450～1550℃是锆莫来石耐火材料煅烧过程中物相变化最激烈的温度范围,该反应对致密化产生不利影响.要使结构致密,烧成温度必须大干1600℃.     

纳米SiO2包覆Al2O3浓悬浮体制备及其凝胶注模成型

采用硅溶胶等制备纳米SiO2包覆Al2O3微复合体系,凝胶注模工艺制备莫来石陶瓷,着重研究了低粘度高固含量浓悬浮体系的特性及其凝胶注模成型坯体的性能.研究表明按莫来石理论组成将Al2O3颗粒分散于质量分数为30.3%的硅溶胶中,纳米SiO2胶粒吸附于颗粒表面,形成30～50 nm的SiO2包覆层,其中已形成Si-O-Al-O键.纳米SiO2包覆Al2O3浓悬浮体系的最佳分散条件在pH=9.0左右,利用SiO2包覆层的静电位阻稳定作用,可直接制备低粘度、高固含量浓悬浮体系,固相质量分数为76%的浓悬浮体表观粘度为975 mPa·s;固相质量分数为76%,有机单体质量分数为7.7%,采用凝胶注模工艺,所得坯体结构均匀、致密,相对密度达63%,抗折强度达5.85 Mpa.     

粉煤灰和烧成温度对矾土基轻量莫来石材料结构及性能的影响

耐火材料的轻量化是高温工业节能的重要方向。以三级生矾土和粉煤灰为主要原料,采用原位分解法制备轻量M60莫来石材料,研究在不同烧成温度下粉煤灰对轻量M60莫来石材料结构与性能的影响。结果表明：在1 400、1 500℃烧成温度下,粉煤灰的引入使材料的体积密度降低,总气孔率增加,耐压强度大幅提升;引入粉煤灰的试样1 500℃烧成后导热系数有明显下降。当烧成温度达到1 600℃时,粉煤灰的引入使材料的总气孔率减小,体积密度略有增加,导热系数明显增加。此外,粉煤灰的引入会降低材料的荷重软化温度。引入34.0%(质量分数)粉煤灰后,所制备莫来石材料的体积密度降低了8%～13%,总气孔率增加了23%～37%;经1 500℃烧成后,材料耐压强度达到(122.6±2.2) MPa, 1 000℃测试时的导热系数仅为0.616 W/(m·K)。     

CaO杂质对SiO2凝胶粉与Al2O3粉反应生成莫来石的影响

为拓宽SiO₂溶胶结合浇注料的应用,以微米或纳米级Al₂O₃粉和SiO₂凝胶粉为主要原料,研究在不同温度(1 350、1 400、1 500、1 600℃)、不同气氛(氧化气氛、还原气氛)下CaO杂质对Al₂O₃和SiO₂反应生成莫来石的影响。结果表明：1)氧化气氛下,CaO的引入可以促进莫来石的生成,当温度从1 350℃升高到1 600℃时,莫来石的生成量会逐渐增多。2)还原气氛下,CaO的引入不利于莫来石的生成,温度升高,莫来石生成量反而降低。3)Al₂O₃粒度越小,越易与SiO₂凝胶粉反应生成莫来石。     

匣钵材料抗氢氧化锂侵蚀性研究

为寻找抗碱性强且满足三元正极材料烧结使用的匣钵材料,将LiOH·6H₂O分别置于重结晶SiC、β-SiC结合SiC质匣钵材料上,在氧气气氛下经780℃保温20 h进行侵蚀试验,并与市售的堇青石-莫来石质匣钵材料做对比,采用SEM及XRD分析了3种材料的显微结构与物相组成。结果表明：1)β-SiC结合SiC材料经侵蚀后表面生成了一层厚度为4.2 mm的反应层;重结晶SiC材料表面没有明显的反应层;堇青石-莫来石材料表面变得凹凸不平,表面以下生成深度约1.8 mm的反应层。2)匣钵材料的致密性会显著影响Li₂O的渗透深度;β-SiC结合SiC材料较为致密,Li₂O渗透深度浅,反应所伴随的体积膨胀效应严重改变了材料的表面结构。3)重结晶SiC材料显气孔率及孔径均大于β-SiC结合SiC材料的,Li₂O更容易渗透进入重结晶SiC材料内部,在内部孔隙中生成Li₂SiO₃,但重结晶SiC材料的整体结构未受到明显影响。     

太阳能热发电莫来石-硅酸锆复相陶瓷的原位合成及性能

以红柱石、ZrO2、苏州土和长石为主要原料,采用无压烧结制备了太阳能热发电用莫来石-硅酸锆复相陶瓷.研究了烧结温度对材料吸水率和力学性能的影响,采用空冷法研究了材料的热震性能,利用X射线衍射仪和扫描电子显微镜分析了复相陶瓷热震前后的物相组成和显微结构.结果表明:在1490℃烧结的最优样品A2吸水率为0.41％,气孔率为1.10％,体积密度为3.06 g/cm3,抗折强度达128.78MPa;复合材料有很好的热震性能,1100℃空冷热震损失率上升10.69％,可耐受30次以上热冲击,该复相陶瓷可作为潜在的太阳能热发电管道材料.     

稻壳灰为硅源固相烧结法合成莫来石

通过固相烧结的方法,用无机铝盐和稻壳灰按莫来石的理论配比3Al2O3-2SiO2配制并较低温合成的莫来石。实验分别讨论了不同铝盐、合成温度和保温时间的条件下合成结果,通过XRD表征并分析,得出以硫酸铝和500℃稻壳灰为原料,在1300℃下保温4 h合成的莫来石纯度和峰强度均相对较高,达到了莫来石一般应用的要求。     

《水泥窑用高强莫来石耐火浇注料》行业标准的制定

近30年来,新型干法水泥生产技术在我国广泛使用,我国水泥行业得到了充足发展。过去生产厂家往往只重视主机设备的选型,而不重视为之配套的材料选型。如耐火浇注料的选型好坏,对水泥窑系统运转率的影响很大,不可忽视。目前,耐火浇注料的生产企业众多,产品品种繁多,质量参差不齐,干扰了水泥企业正确选用耐火浇注料产品。因此,规范相关产品技术标准,对行业发展是十分必要和有利的。     

微硅粉原位合成莫来石制备高强度多孔陶瓷材料

本文用微硅粉和工业氧化铝粉为起始原料,马铃薯淀粉为造孔剂,通过原位反应烧结工艺制备了高强度多孔莫来石陶瓷材料.研究了不同烧结温度,不同淀粉含量对合成莫来石多孔陶瓷工艺影响.结果表明:以优化起始原料Al2 O3/SiO2摩尔比为3∶2.5,淀粉含量40 wt％,在1450℃温度下烧结样品孔隙率为36.07％、体积密度为2.02g/cm3时、热导率为1.40W· m-1 ·K-1,折强度达到79.91 MPa,莫来石纯度达95wt％.该工艺研究产品的研发为提高微硅粉附加值提供技术支撑.