超声机械法制备纳米二氧化硅及影响因素分析

引言 20世纪,人们发现了纳米粒子具有传统常规颗粒材料所不具备的优良的理化性质和特殊的光、电、磁等特性,从而开始了对纳米粒子的研究,其中包括对纳米粉体粒子基本制备方法的探索[1].纳米粉体粒子的制备方法可以归结为两大类:一类是粉碎法,即将宏观物体逐步细化得到纳米颗粒;另一类是构筑法,即从原子、离子或分子出发,通过成核和长大两个阶段来构筑纳米粒子[2].构筑法制备纳米粉体粒子所用的能量主要为热能和化学能,需要较高的温度,消耗较高能量,后续的除杂工艺较为繁杂,生产过程中还有可能造成环境污染等.而粉碎法制备纳米粉体粒子,设备投资少、能耗低、效率高、生产能力大、生产过程和产品性能易于控制.     

Q相—CaO·Al2O3—13CaO·7Al2O3系列新型水泥水化性能研究

对Ｑ相－ＣＡ－Ｃ１２Ａ７系列新型水泥的水化性能进行实验。结果表明：Ｑ相－ＣＡ－Ｃ１２Ａ７系列新型水泥具有早期强度高,中、后期强度发展快且不倒缩的特点。加入石膏后,这种水泥各龄期的强度有所下降。含有微量铁相的这种水泥仍具有以上性质。     

微量组分对高铝水泥系统中Q相形成的影响

研究微量组分Fe2O3和P2O5等对Q相-铝酸-钙（CA）-七铝酸十二钙（C12A7）高铝水泥系统中Q相形成的影响。结果表明;Q相-CA-C12A7高铝水泥系统中,掺加微量的Fe2O3抑制Q相的生成,并降低系统的熔点,降低系统的烧成温度。掺加微量的P2O5时,能够促进Q相的形成,P2O5的量过多,会抑制Q相的生成。掺加微量Fe2O3后,Q相-CA-C12A7各龄期的抗压强度略有减少。掺加微量的P2O5后,该水泥各龄期的抗压强度略有增加。     

Q相-C2S-C4AF-C12A7系列水泥形成的研究

通过研究Q相与C2S和Q相与C4AF的共存条件,构造Q相-C2S-C4AF水泥系统,对此系统水泥形成条件进行研究.研究表明:Q相与C2S和Q相与C4AF能够共存,可以组成Q相-C2S-C4AF-C12A7水泥系统.在Q相-C2S-C4AF-C12A7水泥系统中,Q相在1270℃开始生成,随着温度的升高,Q相的生成量逐渐增大;采用V2O5对β-C2S具有较好的稳定作用.随着C4AF量的增加,Q相的量也在增加,同时,烧成温度降低.     

Q相贝利特水泥的烧成条件及抗压强度

研究了6CaO·4Al2O3·MgO·SiO2(C6A4MS,Q相)与贝利特(2CaO·Sio2,C2S)的烧成条件,制备了Q相-C2S-七铝酸十二钙(12CaO·7Al2O3,C12A7) 水泥,探讨了水泥形成条件并检测了抗压强度。研究表明:Q相与C2S能够共存,并组成Q相-C2S-C12A7水泥系统。在Q相-C2S-C12A7水泥系统中, Q相在1270℃开始生成,随着温度的升高,Q相的生成量逐渐增大,1320℃时开始融化,微量的BaO对β-C2S具有较好的稳定作用;Q相-C2S-C12A7 系统水泥的早期强度高,中后期强度有一定的提高。     

Q相—CA—C12A7系列水泥烧成条件的研究

在前人研究Ｑ相合成基础上，研究了Ｑ相－ＣＡ－Ｃ１２Ａ７系列水泥各矿物的烧成条件。研究结果表明：在Ｑ相ＣＡ－Ｃ１２Ａ７系统中，不同配比的生料在１２６０℃以下，熟料中形成ＣＡ，Ｃ１２Ａ７和Ｃ３Ａ等铝酸盐化合物；     

一种新型超声波纳米粉碎机的开发研究

将功率超声空化分散机理和机械搅拌粉碎机理的优点融合在一起，开发了一种新型的纳米粉体粒子的生产设备，并对其进行了理论分析。利用此试验设备在未达到粉碎平衡的条件下，一次制备就获得了平均粒径为68nm（SEM测试）的纳米颗粒，其中〈100nm的颗粒占到80％。扫描电镜下观察表明，纳米粒子介观分散均匀，无团聚现象，球形度较好。     

SO2-4离子在微波均相合成YAG纳米粉体过程中的作用

采用Al(NO3)3·9H2O,NH4Al(SO4)2·12H2O以及Y(NO3)3为母盐,尿素为沉淀剂,利用微波均相沉淀法制备YAG纳米粉体.分析比较了SO2-4离子在粉体制备过程中的作用,对添加不同量SO2-4离子所制备的粉体的可烧结性进行了比较.利用IR、XRD、TEM分析了前驱体的化学组成、物相变化以及形貌;利用激光粒度分析仪对粉体的粒度分布进行了表征;利用SEM对烧结体的显微结构进行了观测.结果表明:SO2-4离子的含量影响前驱体的分散程度、组成及形貌,进而对YAG粉体的可烧结性有显著的影响,添加8%硫酸根的粉体具有良好的可烧结性,经1550℃常压烧结致密化程度达到98%以上.     

高铝水泥系统中硅铝酸二钙向Q相的转变

采用分析纯的化学原料,将高铝水泥中的惰性成分硅铝酸二钙(C2AS,又称钙铝黄长石)转化为水化活性良好的Q相,组成Q相-铝酸-(CA)-七铝酸十二钙(C12A7)水泥系统．并研究转变前后两系统的抗压强度。结果表明：高铝水泥系统中的C2AS,在加入MgO和系统补钙的条件下,经过高温煅烧能够转化为Q相,高铝水泥系统CA-二铝酸-钙(CA2)-C2AS变化为Q相CA-C12A7。Q相-CA-C12A7的烧成温度为1260～1300℃．保温时间为30～60min。组成为Q相-CA-C12A7水泥的抗压强度比组成为CA-CA2-C2AS的高,而且其后期强度持续发展。