烧结温度对添加固废陶粒制备支撑剂性能影响

以铝矾土(Al_2O_360wt%)为主要原料,锰矿粉及白云石为烧结助剂,添加一定量固废陶粒砂,在不同温度下烧结制备压裂支撑剂,研究烧结温度对支撑剂结构及性能的影响。结果表明:添加一定量固废陶粒砂经低温烧结(1 260℃)制备的支撑剂,其主晶相为刚玉,次晶相为莫来石和钙长石;支撑剂的体积密度为1.65 g/cm~3,52 MPa闭合压力下破碎率为8.5%,满足行业标准SY/T5108-2014要求,说明添加一定量的固废陶粒砂没有降低支撑剂的使用性能。     

长石添加量对陶粒支撑剂性能的影响

利用低品位铝矾土和长石制备陶粒支撑剂,研究长石含量对陶粒支撑剂性能的影响。根据SY/T5018-2014的要求测试了陶粒支撑剂的体积密度、视密度、破碎率,同时分别用XRD和SEM对其物相组成和微观结构进行表征。结果表明:长石的添加有利于降低陶粒支撑剂的烧结温度,添加量为15wt%时最佳,此时陶粒支撑剂满足行业使用标准的烧结范围为1 220℃～1 300℃,同时体积密度、视密度范围分别为1.36 g/cm~3～1.40 g/cm~3、2.61 g/cm~3～2.62 g/cm~3,属于低密度陶粒支撑剂。     

陶粒支撑剂的晶体生长和性能的研究

以煤矸石和铝矾土为主要原料,添加10 wt%长石作为烧结助剂,采用无压固相烧结工艺,在不同的温度下烧结制备了20/40目经济型陶粒支撑剂。通过X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分析了陶粒支撑剂的物相组成和显微形貌,并研究了烧结温度对微观结构和性能的影响。实验结果表明,液相不仅加速了扩散速率,而且促进了莫来石晶粒的生成、发育长大。致密的结构和棒状莫来石都对强度很好的提升。当烧结温度为1 250℃、1 280℃时,在35 MPa闭合压力下的破碎率均低于9%的行业标准(SY/T 5108-2014)。     

烧结温度对煤矸石制备支撑剂性能的影响

以煤矸石粉和熟焦宝石粉为原料制备了低密度陶粒支撑剂,研究了烧结温度对陶粒支撑剂材料的物相组成、微观结构和力学性能的影响。研究表明:以煤矸石和熟焦宝石为原料制备的陶粒支撑剂,随着烧结温度的升高,抗破碎能力不断提高;在1 400℃时,固相反应完全,烧成后的支撑剂在52MPa闭合压力下的破碎率为8. 87%,满足行业标准SY/T5108-2014要求。根据XRD和SEM检测结果知,所制备支撑剂的主晶相均为莫来石相和方石英相;随着烧结温度的升高,大量短棒状莫来石和颗粒状石英交叉生长,显微结构致密,力学性能优良。     

原料粒度及升温速率对支撑剂性能的影响

以氧化铝质量分数67%的孝义铝土矿为原料制备支撑剂。通过选用两种不同粒度的铝土矿,经成球、干燥、煅烧工艺制得支撑剂成品,并讨论了粒度与升温速率对支撑剂性能的影响。本实验测试了体积密度、视密度、破碎率等支撑剂关键物理性能,并且采用XRD、SEM等手段分析了支撑剂物相组成及断面形貌。研究结果表明,原料颗粒越小、粒度范围越窄,支撑剂破碎率越低;升温速率提高致使样品视密度显著下降、破碎率显著增加。     

钢渣污泥陶粒催化剂的制备及其催化性能

以钢渣、粉煤灰、黏土、剩余活性污泥和过渡金属盐类为主要原料,经造粒、焙烧制备出钢渣污泥陶粒催化剂。研究了活性组分种类、原料添加量及焙烧温度对所制催化剂催化性能的影响,并借助羟基自由基捕获剂分析了其催化机理。结果表明,由锰盐与铜盐组合的活性组分具有明显协同催化作用;当钢渣和剩余活性污泥的添加量均为20%、锰盐与铜盐组成的活性组分添加量为6%、焙烧温度为1130℃时,所制陶粒催化剂催化性能最佳且活性稳定、使用寿命长。最优条件下制备的陶粒催化剂催化臭氧反应35 min,可将含盐炼油废水生化尾水的COD从103.51 mg/L降至47.03 mg/L,符合最新修订的国家排放标准;催化氧化过程遵循自由基反应机理。     

高强石油压裂支撑剂的研制

利用攀枝花本地二滩轻烧铝矾土、铝矾土生料及高钛型高炉渣为主要原料,配以特殊的辅料,经超细粉磨、特殊的成球及热处理等工艺过程研制成高强石油压裂支撑剂,为中深油井压裂提供性能较好的压裂材料。     

底灰、粉煤灰及酸洗污泥协同制备泡沫微晶玻璃的相变及性能研究

底灰、粉煤灰和酸洗污泥给城市带来了严重的环境污染,以其为原料制备泡沫微晶玻璃是实现固体废物资源化利用,降低环境影响的有效途径。本文以碳酸钙为发泡剂协同处置以上三种固体废弃物,成功制备了泡沫微晶玻璃。不同底灰添加量对样品的孔形态、孔径分布、孔内外成分变化、物理性能、玻璃结构单元、物相及析晶的影响得到了分析。结果表明,随底灰添加量增加,玻璃相,Si–O–Si及Q3Si单元逐渐减少,玻璃转变温度降低,从而造成气泡融合及孔分布不均的现象。当底灰、粉煤灰、酸洗污泥添加量分别35wt%,45wt%和20wt%时,制备了具有均匀球形孔隙和优异物理性能的泡沫微晶玻璃。样品的体积密度为1.76 g/cm3,孔隙率达56.01%,抗压强度为16.23 MPa。这种低成本制备泡沫微晶玻璃的方法为协同处置固体废弃物提供了新思路。     

银基玻璃抗菌剂/硅胶复合材料的制备与性能研究

以硅胶和玻璃系纳米银离子抗菌剂为原料，采用共混法制备了一系列抗菌剂含量为0.2 wt%～1.0 wt%的银基玻璃抗菌剂/硅胶复合材料，并研究了其耐热性能、力学性能、透过率和抗菌性能.结果表明，添加抗菌剂1.0 wt%的硅胶复合材料，其5%热分解温度位于459℃,较未添加抗菌剂有所提高；拉伸强度和拉伸弹性模量随抗菌剂含量增加而出现略微下降，分别为4.42～3.35 MPa, 1.13～1.02 MPa;透光性测试显示，随着抗菌剂的增加，透光性逐渐下降，但整体保持半透明状态，其中抗菌剂添加量为0.2 wt%样品的透过率为58%;硅胶复合材料抗菌性能测试结果显示，抗菌剂低添加量就可对大肠杆菌起到良好的抑制作用，1.0 wt%抗菌剂添加的样品抗菌率达到了99.68%,且在80℃高温水浴1 h后，其抗菌性能无明显影响.     

底泥陶粒比表面测定研究

讨论了以河道底泥和生活污泥为原料烧制的陶粒比表面的测定原理、方法和结果，并对生活污泥添加量、粘结剂添加量和烧结温度对陶粒比表面的影响作了进一步分析。     

稀士元素钇对NbTi50wt%超导合金塑性影响研究

1 样品制备样品分两组:第一组研究添加 Y 的不同含量对合金塑性的影响,选用0.1,0.2,0.3wt%添加量,在预抽真空为10~(-1)mmHg 后充以工业氩气(纯度为98%)保护下,在水冷铜坩埚内反复熔炼成小钮扣锭.第二组样品是在真空度为10~(-4)mmHg 的自耗电弧炉中熔炼而成,一种添加0.3wt%Y,另一种是纯 NbTi50wt%.熔炼电压30kV,电流密度5A/mm~2.所用原料为标准国产 NbTi50wt%棒和纯度为99.95%的块状 Y.所有样品都经过1350℃、5小时均匀化热处理,950℃、20min 固溶处理,热锻,水淬(高于800℃),然后作拉伸试验.     

H3BO3添加量对SrAl2O4:Eu2+,Dy3+蓄光性能的影响

采用共沉淀法制备SrAl2O4∶Eu2 ,Dy3 蓄光材料,研究了H3BO3添加量对SrAl2O4:Eu2 ,Dy3 蓄光性能的影响.XRD和光学性能测试结果表明,硼酸添加量为5wt%的样品结晶完全,其初始亮度达到5000mcd/m2,余辉时间大于8h,随着硼酸添加量增加,样品结晶程度降低、发光强度逐渐下降、余辉衰减速度加快.因此添加适量硼酸可以改善SrAl2O4:Eu2 ,Dy3 的结晶性能和发光性能,过量添加硼酸将导致样品严重结块,SrAl2O4相减少、发光性能大大降低.     

氧化锆对白榴石基烤瓷粉性能的影响

采用两种不同方法引入氧化锆合成牙用白榴石基复合烤瓷粉。方法一是以钾长石、碳酸钾和氧化锆为主要原料，通过高温固相法一步合成烤瓷粉；方法二是先合成白榴石基烤瓷粉，然后再加入氧化锆合成烤瓷粉。利用X-射线衍射仪和扫描电镜分析烤瓷粉的物相结构；利用万能试验机测试烤瓷粉的弯曲强度；利用热膨胀仪测定烤瓷粉的热膨胀系数。结果表明，后一种方法不利于提高烤瓷粉的性能，而前一种采用一次性合成的复合烤瓷粉中，氧化锆的加入既有利于烤瓷粉的弯曲强度的提高，又有助于调节烤瓷粉的热膨胀系数。当氧化锫的添加量为8％、合成烤瓷粉的煅烧温度为1200℃、烤瓷粉的熔附温度为900℃时，样品的弯曲强度为112MPa。高温固相一步合成法具有原料成本低、制备方法简单、产品性能良好等优点。     

酸洗氧化铁及铁氧体的穆斯堡尔谱研究

用扫描电镜和激光粒度分析仪对酸再生法制备的氧化铁粉样品进行了微观结构和粒度分析;并用穆斯堡尔谱(Mssbauer)仪对酸再生氧化铁及锰锌铁氧体样品在室温下的超精细场变化进行了研究。结果显示作为对照的进口酸洗氧化铁具有比较均匀的小颗粒分布;而进口、国产样品的穆斯堡尔谱的四极分裂都较小,表明酸洗氧化铁粉铁周围的电场对称性较好。穆斯堡尔谱图及参数表明:相比于主要原料氧化铁,锰锌铁氧体中的磁性相Fe周围的配位环境已相应改变。随锌含量的增加,二线谱的比例显著增加;当锰含量比例较低时,锰锌的加入更倾向于形成尖晶石结构的铁氧体。     

高碳粉煤灰超轻空心陶粒的制备

以高碳粉煤灰、凝灰岩和膨润土为主要原料,SiC和CaF_2分别作为发泡剂和助熔剂。原材料经磨细、筛选、混合、成球、晾干和高温焙烧等一系列程序后制成空心陶粒。用均匀试验法和单因素实验法探索原料用量、SiC添加量、CaF_2添加量以及烧结温度对陶粒物理性能的影响。确定最优配比和最佳温度后,对陶粒的表观密度、抗压碎强度、吸水率和软化系数进行测试。此外,还利用X射线衍射仪对陶粒原料和成品进行物象分析。结果表明,当高碳粉煤灰∶膨润土∶凝灰岩=40∶15∶47. 5、碳化硅用量为0. 6%、氟化钙用量为0. 5%、烧结温度为1 300℃时,可获得空心陶粒;此时,陶粒的堆积密度为187 kg/m~3,筒压强度为0. 204 MPa,24 h吸水率为1. 48%,软化系数为0. 833。     

硫酸锰深度净化的研究

对用锰粉去除工业硫酸锰中杂质进行了探讨实验,结果表明:控制反应温度90℃,锰粉加入量1.9%,反应时间4 h,静置时间48 h后,工业二级硫酸锰可净化达到肥料级、饲料级硫酸锰产品标准。     

高钙粉煤灰制备低导热高强度陶瓷材料及其表征

从泰国Mae Moh发电厂收集的高钙粉煤灰（HCFA）被用作陶瓷生产的原料。X射线荧光表征下HCFA主要成分为28.55wt% SiO₂、16.06wt% Al₂O₃、23.40wt% CaO和17.03wt% Fe₂O₃。由于钙质和铁质含量比例较高,使用HCFA替代钾长石,用量为10wt%–40wt%。研究了替代高钙粉煤灰（0–40wt%）和烧结温度（1000–1200°C）对陶瓷基材料的物理、机械和热性能的影响。结果表明,加入适量的HCFA可以提高陶瓷样品的致密化程度和强度,降低陶瓷样品的导热系数。粉煤灰中高比例的钙质和铁质成分促进了陶瓷样品的玻璃化行为。研究结果说明,在最佳粉煤灰含量和烧结温度下,液相的形成促进了致密化。此外,这些组分还促进了更丰富的莫来石形成,从而提高了陶瓷样品的弯曲强度。在1150–1200°C烧结温度下,添加10wt%–30wt%的粉煤灰,可获得最佳陶瓷性能。在 1200°C、 吸水率几乎为零（0.03%）时,添加粉煤灰10wt%–30wt%（PSW-FA(10)–(30)）的FA陶瓷样品的最大弯曲强度在92.25–94.71 MPa范围内。就隔热材料而言,粉煤灰添加量的增加对热导率有积极的影响,这是因为陶瓷FA样品内部无机分解反应产生的气体产生了更高的孔隙度。在1150°C烧结的陶瓷样品中添加20wt%–40wt%的高钙粉煤灰可将热导率降低14.78%–49.25%,同时保持可接受的弯曲强度值（~45.67–87.62 MPa）。基于其表现出良好的机械和热性能,利用这种高钙粉煤灰作为粘土成分的替代原料制造瓷砖是可行的。     

杨木木粉/聚乳酸复合材料的制备及其在3D打印上的应用

 以熔融沉积增材制造技术为依据,研究了聚乳酸与杨木木粉熔融复合混合工艺,探索了原料混合比例、挤出条件等,并对挤出的复合材料进行了力学性能和微观性能检测。结果表明,杨木木粉添加量对复合材料有显著性影响,随着木粉添加量的增加,复合材料力学性能降低,当普通杨木粉原料添加量为40%时,弯曲强度降低30.3%,拉伸强度降低26.4%,冲击强度降低82.2%;当特殊杨木粉原料添加量为40%时,弯曲强度降低14.5%,拉伸强度降低22.9%,冲击强度降低72.9%;从材料的流变性能可见,添加杨木木粉后,弹性模量和损耗模量均增加,并且与木粉的添加量呈现正相关;复合材料流体的黏度降低,表明添加木粉后,复合材料的流动性变差,流体阻力增大;应用DSC检测复合材料时发现,复合材料基体的玻璃化转变温度、结晶温度和熔融温度与聚乳酸单体相比没有改变,加入木粉后只改变了熔体的流动性,对熔点没有影响;通过SEM观察,无论原料为何种比例,聚乳酸与木粉结合均比较紧密,混合也很均匀;同时傅里叶变换红外光谱显示,各主要基团没有变化。     

长白楤木赤小豆薏米蛋糕的研制

以赤小豆粉、薏米粉与低筋粉为主要原料,通过添加不同量的长白楤木根茎汁液、蛋糕油和泡打粉,且采用老式蛋糕制作方法生产蛋糕。以感官评价为指标,通过单因素及正交试验确定最佳配比为:长白楤木根茎汁液添加量为15%、蛋糕油添加量为3%、泡打粉添加量为0.7%。在该配方下制得的蛋糕色泽金黄、口感松软、香味浓郁。     

吉木萨尔页岩油藏人工裂缝导流能力动态变化规律

为研究吉木萨尔页岩油藏人工裂缝导流能力动态变化规律,基于新疆吉木萨尔页岩油藏储层条件,采用钢板、岩板和粒径相同的陶粒和钢砂,开展不同闭合压力裂缝导流能力实验。结果表明：随着闭合压力增加,裂缝导流能力逐渐降低,可分为三个阶段。第一阶段,闭合压力小于20MPa支撑剂被压实;第二阶段,20~60MPa支撑剂随着闭合压力增加嵌入岩板深度增加;第三阶段30~60MPa支撑剂随着闭合压力增加破碎率逐渐增大。裂缝导流能力降低的因素主要有三种,支撑剂被压实、嵌入岩板和破碎,影响程度：压实＞嵌入＞破碎,大小分别为72.03%、14.28%、8.64%。