玻璃组成对CaO-Al2O3-SiO2系玻璃烧结、晶化和性能的影响

采用烧结法制备以钙长石为主晶相的微晶玻璃.采用差热分析(DTA)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和性能测试研究玻璃组成对玻璃的烧结、晶化特性和性能的影响.结果表明:随着CaO含量的增加,玻璃转变温度和析晶放热峰温度逐渐降低,而且析晶放热峰变得尖锐;增加氧化钙降低玻璃的析晶活化能,有利于玻璃的析晶;随着SiO2量的增加,玻璃转变温度和析晶放热峰温度移向高温,使玻璃的析晶困难;玻璃样品的烧结温度随CaO含量的增加而降低, 但过多的CaO促进硅酸钙的析出,增加样品的介电常数和热膨胀系数;增加SiO2能够降低微晶玻璃样品的热膨胀系数,改善其介电性能;所制备的微晶玻璃具有相对密度高(≥98.3%),介电常数适中(6.9～7.5),介电损耗低(≤0.1%),热膨胀系数低(3.8×10-6～4.5×10-6 /℃),烧结温度(900～1 000 ℃)低,及介电常数温度稳定性低(66×10-6～113×10-6 /℃).     

硼泥制备微晶玻璃的晶化行为

针对硼泥、铁尾矿和粉煤灰的成分特点,系统研究了在不同原料配比条件下微晶玻璃的析晶行为,深入探讨了利用硼泥、铁尾矿和粉煤灰制备矿渣微晶玻璃的原料配比对晶化行为的影响.结果表明:随着硼泥配入量的增加,微晶玻璃的初始析晶温度降低,矿渣微晶玻璃的主析晶相为钙铁辉石,当硼泥配入量为30%~40%时,矿渣微晶玻璃的晶体分布较为均匀,球晶有利于性能的提高.     

化学组成对粉煤灰微晶玻璃抗弯强度的影响

使用正交试验研究化学组成对CaO-MgO-Al2O3-SiO2系统粉煤灰微晶玻璃抗弯强度的影响,以确定各成分对微晶玻璃强度的影响次序及最佳化学组成.采用热分析(DTA)研究材料的析晶性能和X射线衍射仪(XRD)研究材料的物相组成,用扫描电镜(SEM)对材料的显微结构进行观察.经分析,各化学成分对微晶玻璃三点抗弯强度影响主次为SiO2>CaF2>TiO2>CaO,最佳配方组合为:SiO255%,CaO 26%,CaF23%,TiO24%.该配方制成试样在适当的温度下热处理,制得的粉煤灰微晶玻璃主晶相为透辉石[CaMg(Si2O6)],晶体形貌为颗粒状,晶粒的尺寸约为1μm,三点抗弯强度高达196.81 MPa.     

钢渣基高碱度微晶玻璃的一步法制备及工艺参数研究

为了提高微晶玻璃原料中高钙冶金渣的掺量,需要制备出碱度更高的微晶玻璃. 本文采用一步法,以钢渣为主要原料,制备碱度( CaO与SiO2的质量比)为0. 9的钢渣基高碱度微晶玻璃. 通过X射线衍射分析、扫描电镜和性能测试等手段,研究热处理条件对微晶玻璃微观形貌及线收缩率、体积密度和抗折强度等性能的影响规律. 研究表明,高碱度微晶玻璃适合采用一步法制备工艺,当在1100℃保温120 min时,微晶玻璃烧结过程基本完成,此时获得最大体积密度2. 4 g·cm-3 ,最高抗折强度56. 4 MPa. 微晶玻璃的主晶相为钙铝黄长石,副晶相为辉石. 基础玻璃颗粒在升温过程中完成了成核和析晶过程,而在保温过程中主要进行的是基础玻璃颗粒的烧结致密化和晶体的进一步发育. 升温至1100℃保温30 min,微晶玻璃的抗折强度超过45 MPa,微晶玻璃内部晶体呈方柱状交织排列并构成晶体骨架分布在残余的玻璃基体中;随着保温时间的增加,微晶玻璃的线性烧结收缩率、体积密度和抗折强度均逐渐增大,而晶相的含量基本保持不变,晶体逐渐由球形颗粒状和短柱状发育为长柱状. 晶体的形状以及与残余玻璃相构成的整体致密结构是导致高碱度微晶玻璃力学性能提高的主要因素.     

粉体粒度对K2O-Al2O3-SiO2系微晶玻璃析晶动力学的影响

采用烧结法制备了K_2O-Al_2O_3-SiO_2系微晶玻璃.研究了不同粒度分布的玻璃粉对K_2O-Al_2O_3-SiO_2系微晶玻璃的析晶及对其性能的影响,进而优化制备K_2O-Al_2O_3-SiO_2系微晶玻璃的粉体粒度.结果表明:玻璃粉体的细化有利于析晶,玻璃粉体平均粒径从38.09μm减小到1.80μm时,微晶玻璃的析晶温度从913.9℃降低至869.9℃.析晶活化能从320.5kJ/mol减小至234.7kJ/mol.微晶玻璃的析出晶相均为白榴石,玻璃粉体平均粒径为6.30μm时,微晶玻璃的微观结构较为均匀,密度为2.45g·cm~(-3),抗弯强度为74.93 MPa,热膨胀系数为14.32×10~(-6) K~(-1).     

CaO对CaO-Al_2O_3-SiO_2系微晶玻璃析晶行为的影响

利用烧结工艺制备微晶玻璃以CaO Al2O3 SiO2三元系微晶玻璃为研究对象,通过DTA,XRD,SEM分析方法,对玻璃析晶动力学进行研究·利用Kissinger方程来计算微晶玻璃析晶转变的活化能E,发现随着氧化钙含量的增加,析晶温度降低,析晶活化能降低,并最终推导出析晶机理参数n=2,体系属于整体析晶·实验结果发现:微晶玻璃的析晶相均为硅灰石结构;氧化钙含量的增加有利于微晶玻璃的晶化,但表面缺陷更明显,如:坑点、突起、断裂等·     

CaO对CaO-Al_2O_3-SiO_2系微晶玻璃析晶行为的影响

利用烧结工艺制备微晶玻璃以CaO Al2O3 SiO2三元系微晶玻璃为研究对象,通过DTA,XRD,SEM分析方法,对玻璃析晶动力学进行研究·利用Kissinger方程来计算微晶玻璃析晶转变的活化能E,发现随着氧化钙含量的增加,析晶温度降低,析晶活化能降低,并最终推导出析晶机理参数n=2,体系属于整体析晶·实验结果发现:微晶玻璃的析晶相均为硅灰石结构;氧化钙含量的增加有利于微晶玻璃的晶化,但表面缺陷更明显,如:坑点、突起、断裂等·     

晶化工艺对铁尾矿微晶玻璃微观结构的影响

以铁尾矿为主要原料制备微晶玻璃,通过DTA,XRD,SEM分析方法,全面考察了晶化温度和晶化时间对微晶玻璃结构的影响.实验发现:随着析晶温度的升高,主晶相钙铁辉石没有改变,但晶体形态和析晶率发生了较大的变化;随着析晶温度的升高,晶体的规则程度增加,晶体尺寸增大,析晶率呈先增加后减小的趋势;当析晶温度高于1250℃时,晶体分布均匀程度降低;最佳晶化温度为1200~1250℃,晶化时间为180 min.     

污泥和高炉渣协同制备微晶玻璃

利用污泥焚烧灰渣含有大量的氧化硅以及一定量重金属和磷的组成特点,将其作为成分调整剂、晶核剂及助熔剂,在未添加任何化学制剂的条件下与冶金高炉渣协同制备了具有良好的力学性能和化学稳定性的污泥–高炉渣微晶玻璃.利用差热分析、X射线衍射、扫描电镜等分析手段,并结合力学性能和化学稳定性能测试,研究了不同热处理制度对微晶玻璃性能的影响规律以及微晶玻璃的析晶过程.污泥–高炉渣微晶玻璃最佳热处理条件是850℃下形核保温1 h,980℃下析晶保温2 h.在此条件下制备的微晶玻璃具有45 MPa的抗折强度、200 MPa的抗压强度和质量损失率小于0.2%的耐酸和耐碱性能.微晶玻璃初始结晶温度为880℃,析出晶相以钙长石为主,同时包括少量的钙铝黄长石.随着析晶温度提高,析晶时间增加,钙铝黄长石相析晶量增加;大量增加的钙铝黄长石针状晶体呈放射状分布并有利于产品抗弯强度的提高;但析晶时间过长时,晶粒将长大粗化,这不利于微晶玻璃性能的改善.     

TiO_2和Cr_2O_3作晶核剂对尾矿微晶玻璃析晶的影响

通过差热分析、X射线衍射分析、偏光显微镜和扫描电镜观察等测试方法,研究了TiO2和Cr2O3作晶核剂对尾矿微晶玻璃晶化行为的影响·研究表明:晶核剂和热处理是形成微晶玻璃的条件·复合晶核剂能有效地促进CaOMgOAl2O3SiO2系统玻璃在较低温度下即开始晶化,且形成以透辉石为主晶相的微晶玻璃·Cr2O3和TiO2含量增加,析晶强度增大,晶体含量增加·但Cr2O3和TiO2不宜增加过多·     

低碳含铝钢20Mn2精炼渣系CaO-SiO2-Al2O3-MgO-CaF2的优化

通过对低碳含铝钢20Mn2精炼过程的取样分析,得出精炼渣的熔化温度偏高,渣中存在大量固相CaO,并导致钢中含有CaO类夹杂物,精炼渣吸附夹杂物能力差. 利用FactSage热力学计算,从渣的低熔点区域控制和渣-钢反应这两个方面对渣系进行研究与优化. 结果表明,CaO/Al2 O3 质量比在1. 5左右添加质量分数为3% CaF2 可以有效降低渣的熔化温度,渣的熔化温度随着CaF2 含量的升高呈现先降低后升高的趋势,MgO的质量分数控制5%左右低熔点区域面积达到最大. 在SiO2 质量分数大于30%区域,钢中氧含量大体上随着CaO/Al2 O3 质量比的增加而降低,在SiO2 的质量分数低于30%区域随着CaO含量的升高而降低,钢中酸溶铝含量在SiO2 含量高的区域随着Al2 O3/SiO2 质量比的增加而升高,在SiO2 含量低的区域随着CaO/SiO2 质量比的增加而增加. 根据热力学分析结果得出合理的渣系范围:CaO 50% ~60%, Al2 O3 20% ~35%, SiO2 5% ~10%, MgO 5% ~8%, CaF2 0~5%. 优化渣系的实验结果表明,优化后渣系熔化温度降低,钢中夹杂物数量、面积和平均尺寸均有明显下降.     

Effect of the CaO/SiO2 mass ratio and FeO content on the viscosity of CaO–SiO2–"FeO"–12wt%ZnO–3wt%Al2O3 slags

An effective process for recycling lead from hazardous waste cathode ray tubes (CRTs) funnel glass through traditional lead smelting has been presented previously. The viscous behavior of the molten high lead slag, which is affected by the addition of funnel glass, plays a critical role in determining the production efficiency. Therefore, the viscosities of the CaO–SiO2–"FeO"–12wt%ZnO–3wt%Al2O3 slags were measured in the current study using the rotating spindle method. The slag viscosity decreases as the CaO/SiO2 mass ratio is in-creased from 0.8 to 1.2 and also as the FeO content is increased from 8wt% to 20wt%. The breaking temperature of the slag is lowered sub-stantially by the addition of FeO, whereas the influence of the CaO/SiO2 mass ratio on the breaking temperature is complex. The structural analysis of quenched slags using Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy and Raman spectroscopy reveals that the silicate network structure is depolymerized with increasing CaO/SiO2 mass ratio or increasing FeO content. The [FeO6]-octahedra in the slag melt increase as the CaO/SiO2 mass ratio or the FeO content increases. This increase can further decrease the degree of polymerization (DOP) of the slag. Furthermore, the activation energy for viscous flow decreases both with increasing CaO/SiO2 mass ratio and increasing FeO content.     

高炉渣含量与热处理制度对矿渣微晶玻璃性能的影响

运用DTA、XRD和SEM等现代分析技术对CaO(MgO)-Al2O3-SiO2系矿渣微晶玻璃的核化晶化温度、物相组成和显微结构进行了分析,探讨了高炉渣引入量和热处理制度的影响.试验结果表明,当高炉渣引入量为45%时,主晶相为硅灰石(CaSiO3)和透辉石(CaMg(SiO3)2),材料结构均匀致密,性能良好.本文适宜的热处理工艺参数为退火温度670 ℃;核化温度850 ℃,晶化温度970 ℃,各保温1 h.     

w(MgO)/w(SiO_2)对转炉渣系微晶玻璃结构和性能的影响

为了减少转炉渣对环境的危害,提出利用熔融法制备了SiO2-CaO-MgO-Fe2O3系微晶玻璃.借助DTA,SEM和XRD等分析方法,系统探讨了w(MgO)/w(SiO2)比值对微晶玻璃的结构和弯曲强度的影响.结果表明:随着w(MgO)/w(SiO2)比值的增加,玻璃的转变温度和析晶峰温度变化较小,但微晶玻璃的物相组成发生较大变化,由普通辉石转变为透辉石,微晶玻璃内部的晶体尺寸逐渐减小,晶体分布相对均匀;微晶玻璃的弯曲强度逐渐增加.     

由熔融高炉渣制备微晶玻璃

采用熔融法,由熔融高炉渣制备性能稳定的基础玻璃.通过对基础玻璃的差热分析确定微晶玻璃的热处理工艺制度.结合X射线衍射分析、扫描式电子显微镜观察等现代研究方法,确定了微晶玻璃热处理制度的最佳工艺参数,并研究了微晶玻璃的晶体生长方式.微晶玻璃的热处理最佳工艺参数为：核化温度850℃,保温1.5 h;晶化温度935℃,保温1 h.玻璃首先从表面开始析晶,然后逐步向内部生长.实验所得微晶玻璃的力学性能,如抗折强度、耐酸碱性和硬度,均优于天然大理石.     

CaO-SiO_2-Na_2O-CaF_2-Al_2O_3-MgO渣系的粘度和结晶温度

采用CaOSiO2Na2OCaF2Al2O3MgO渣系,用差热分析仪测定熔渣的结晶温度,用粘度测定仪测定熔渣的粘度,研究结晶温度和粘度与碱度、w(Na2CO3)、w(CaF2)、w(Al2O3)和w(MgO)之间的关系,并得到相应的回归方程·利用这两个回归方程,可以预测连铸保护渣的结晶性能和粘性特征·化学成分通过改变粘度,来影响晶核形成速度和晶体成长速度,从而决定了熔渣的结晶性能·结晶温度随着粘度的减小而升高·渣系中只有MgO可以在减小粘度的同时降低结晶温度     

CaO-SiO2-FetO-P2O5渣中磷的富集行为

通过考察不同温度下CaO-SiO2-FetO-P2O5熔渣中磷在2CaO·SiO2颗粒内部和表面以及熔渣本体中的浓度分布规律,对CaO-SiO2-FetO-P2O5熔渣中磷的富集行为进行了研究.结果表明:熔渣中存在的2CaO·SiO2固体颗粒为渣中磷富集提供了场所,磷向2CaO·SiO2颗粒富集并形成2CaO·SiO2...     

Effect of Al2O3 on the viscosity of CaO-SiO2-Al2O3-MgO-Cr2O3 slags

We investigated the effect of Al2O3 content on the viscosity of CaO-SiO2-Al2O3-8wt%MgO-1wt%Cr2O3(mass ratio of CaO/SiO2 is 1.0,and Al2O3 content is 17wt%-29wt%)slags.The results show that the viscosity of the slag increases gradually with increases in the Al2O3 content in the range of 17wt%to 29wt%due to the role of Al2O3 as a network former in the polymerization of the aluminosilicate structure of the slag.With increases in the Al2O3 content from 17wt%to 29wt%,the apparent activation energy of the slags also increases from 180.85 to 210.23 kJ/mol,which is consistent with the variation in the critical temperature.The Fourier-transform infrared spectra indicate that the degree of polymerization of this slag is increased by the addition of Al2O3.The application of Iida’s model for predicting the slag viscosity in the presence of Cr2O3 indicates that the calculated viscosity values fit well with the measured values when both the temperature and Al2O3 content are at relatively low levels,i.e.,the temperature range of 1673 to 1803 K and the Al2O3 content range of 17wt%-29wt%in CaO-SiO2-Al2O3-8wt%MgO-1wt%Cr2O3 slag.