红柱石加入量对氧化铝陶瓷性能的影响

为提高氧化铝陶瓷的力学性能和抗热震性,进行陶瓷型芯前期研究,在其中掺入不同量的红柱石粉,研究其体积密度、烧成收缩率、抗折强度和抗热震性及微观结构的变化情况.结果显示:1)红柱石加入质量分数为0～30％时,可有效促进烧结并形成莫来石网络,提高氧化铝陶瓷的抗折强度.2)红柱石的加入可以调整热膨胀适配、提高导热率、提高强度和形成稳定的莫来石网络,从而提高氧化铝陶瓷的抗热震性.3)红柱石加入质量分数为25％时,试样具有较好的力学性能和抗热震性.     

MAS/SiC窑具材料的制备与表征

合成堇青石(MAS)并制备MAS/SiC复相材料,测试了复相材料的体积密度、开口气孔率及抗热震性等.实验结果表明:随着烧结温度的提高,抗折强度先增大后减小,1420℃达到最大;1420℃烧结的复相材料体积密度随MAS含量的增加先增加后减小,开口气孔率先减小后增加,抗折强度先增大后减小;当w(MAS)为7%,烧结工艺为1420℃×6h时,复相材料各性能最好,体积密度为2.485g/cm3,开口气孔率为26.4%,并且抗热震性也较好,1200℃热震后,材料的残余强度为19.8MPa.     

晶化温度对堇青石玻璃陶瓷结构及性能的影响

采用DTA、XRD、SEM以及红外光谱等先进的测试技术,结合样品性能的测试,分析了晶化温度对堇青石玻璃陶瓷结构及性能的影响. 结果表明,样品主晶相为α-堇青石相,随晶化温度的提高,α-堇青石相析出量增加,样品强度增大,热膨胀系数减小,但当温度超过1 000 ℃后,晶化温度对样品结构和性能的影响较小;本实验确定堇青石玻璃陶瓷最佳晶化温度为1 000 ℃;低温下钛离子以四配位状态存在,随晶化温度升高,四配位钛离子消失,主要以镁铝钛酸盐相存在;含钛晶相的析出,促进玻璃系统分相,有利于主晶相的析出.     

CeO_2对堇青石陶瓷的相组成和性能的影响

为了获得堇青石含量高且具有一定孔隙率的堇青石质耐火材料 ,用 X射线衍射仪、扫描电镜和热膨胀仪等手段研究了由氧化物粉末 (Mg O、Al2 O3 和 Si O2 )制备堇青石陶瓷时 ,添加 Ce O2 对堇青石陶瓷相组成和性能的影响 ,分析了 Ce O2 在烧结过程中的作用机理。试验表明 ,在 1370℃烧结 3h,该陶瓷由堇青石和孤立分布的玻璃相组成。随 Ce O2含量增加 ,陶瓷的致密度、弯曲强度和热膨胀系数逐渐升高。适量添加 Ce O2 (质量分数为 0 .0 2～ 0 .0 4) ,显著降低中间相(方石英、尖晶石 )的含量。Ce O2 的作用主要与改变 Si4+、Al3 +和 Mg2 +离子的扩散有关。这种工艺特别适用于制造窑具、高温气体过滤器等部件     

ZrO_2对堇青石多孔陶瓷吸水率和显气孔率的影响

采用活性炭和淀粉作造孔剂,ZrO2作添加剂,经湿混、干燥、造粒、成型和烧成制备堇青石多孔陶瓷.通过X射线衍射和陶瓷吸水率测定仪对堇青石多孔陶瓷的物相组成、吸水率和显气孔率进行了表征.实验结果表明:用10%活性炭和5%可溶性淀粉作造孔剂,添加1.0%的ZrO2,在1250℃下制得的堇青石多孔陶瓷的吸水率和显气孔率最高,分别为49.96%和39.89%。     

莫来石-钛酸铝复相材料的研究

探讨了在莫来石材料的基质中引入TiO2 原位形成钛酸铝对其性能的影响 .结果表明 ,适量钛酸铝可显著提高莫来石制品的抗热震稳定性和在一定程度上提高其荷重软化温度 ,为制备优质莫来石 钛酸铝复相材料提供依据     

液相烧结中液相成份对堇青石相变和陶瓷显微组织的影响

堇青石相的形成速度与烧结过程中是否出现液相以及液相的成份有很大关系。为搞清液相在堇青石陶瓷烧结过程中的作用 ,该文采用差热分析仪 (DTA)、 X射线衍射仪(XRD)以及扫描电子显微镜 (SEM)的测试手段 ,分析和比较了高熔点的稀土氧化物 Ce O2 和低熔点 K2 O对堇青石陶瓷烧结过程中的相变和显微组织的作用。发现 K2 O主要通过产生低粘度液相改善陶瓷致密度 ,它在促进中间相尖晶石、方石英向堇青石转化方面作用不大。相比之下 ,Ce O2 不仅能够降低堇青石的相变温度 ,特别是在玻璃相增加很少的情况下 ,大大加快堇青石的转化速度     

SAPO-34/堇青石整体式催化剂的制备及其催化甲醇制烯烃性能

采用气相转移法(Q)、原位合成法(Y)和涂覆法(Z),制备出了3个系列的不同SAPO-34含量的SAPO-34/堇青石整体式催化剂。采用XRD和N₂吸脱附等分析测试技术表征了催化剂的结构,在固定床反应器上评价了整体式催化剂的甲醇制烯烃反应性能。结果表明：3个系列的SAPO-34/堇青石整体式催化剂堇青石表面SAPO-34分子筛的基本骨架没有发生大的改变,气相转移法制备的催化剂具有相对较大的比表面积,原位合成法制备的催化剂具有相对稍大的孔径。在催化剂的SAPO-34含量相近的情况下,气相转移法制备的催化剂具有最好的催化性能;以(Q)19.7%SAPO-34/堇青石整体式催化剂为例,在反应温度380~420℃、空速520~810mL/(g·h)的条件下有利于低碳烯烃的生成。在400℃和670mL/(g·h)的反应条件下,低碳烯烃的选择性最高,乙烯和丙烯的选择性分别可达到40.91%和32.80%,乙烯和丙烯的总选择性能达到73.71%。     

红柱石的莫来石化作用及机理

介绍了以红柱石为骨料、堇青石为基质、粘土为结合剂,在1350℃×4h、1400℃×4h、1450℃×4h三种不同烧成工艺条件下红柱石的莫来石化作用,通过对试样的性能测试和显微结构分析表明:在1400℃×4h条件下莫来石的针状晶体发育良好且呈网络结构,大大提高了材料的物理性能:常温抗折强度(MPa)由1350℃×4h和1450℃×4h时的11.3MPa和8.9MPa提高为1400℃×4h的15.5MPa;常温耐压强度由1350℃×4h和1450℃×4h时的18.4MPa和16.7MPa提高为1400℃×4h的25.2MPa。同时还研究了红柱石的莫来石化机理:红柱石的莫来石化作用通常由颗粒边沿或颗粒裂隙部位开始,逐步向颗粒的中心部位扩展。红柱石的莫来石化针状晶体互相平行,且与颗粒边沿垂直。在相同的烧成制度下,小颗粒的红柱石较大颗粒红柱石的莫来石化程度高。对红柱石的开发和利用具有一定的实际指导意义。     

溶胶-凝胶法制备堇青石陶瓷

研完了用溶胶-凝胶法制备的具有堇青石陶瓷组成的无定形超细粉末坯体的致密化过程,确定了适合于堇青石(MAS)陶瓷的最佳烧结制度。提出了以部分无机盐为原料、用溶胶-凝胶法制备的MAS的形成机理。研究结果表明:坯体的致密化过程先于MAS晶体的形成,该过程发生在700～900℃之间,α-MAS是通过μ-MAS、β-石英固溶体及尖晶石于1150℃反应而形成的。采用纯度高、均匀性好的超细粉是MAS陶瓷烧结性能大为改善的主要原因。     

蒙脱石热处理过程中的微结构变化及μ-堇青石相的发现

采用现代谱学分析技术对广东和平蒙脱石及其热处理产物进行系统研究.结果表明,热处理温度达到659℃时,蒙脱石八面体片中的羟基开始脱失,对应着八面体片中AlⅥ向AlⅣ的转变.900℃时有新的矿物相μ-堇青石产生,1200℃出现方英石及莫来石相.1350℃出现较多的含铁堇青石相.     

氧化铋对低温燃烧合成堇青石粉相变和烧结性能的影响

为研究Bi2O3在堇青石基微晶玻璃烧结过程中的作用及其添加量对微晶玻璃相转变和烧结性能的影响,以硅酸、硝酸铝、硝酸镁为原料,尿素为燃料,用低温燃烧法制备了具有不同Bi2O3含量的堇青石基微晶玻璃,并对其进行了X射线衍射分析、显微分析和能谱分析.结果表明:添加Bi2O3能明显促进μ-堇青石向α-堇青石的相转变或促进α-堇青石相直接析晶,降低α-堇青石相的析出温度(由1 050℃降至900℃),有效促进微晶玻璃的烧结致密化;Bi2O3的添加量以质量分数5%左右为宜.此外,介绍了一种简便快捷地制备堇青石基微晶玻璃的新方法.     

烧成曲线对合成堇青石热膨胀系数的影响

研究了不同烧成曲线对合成堇青石材料热膨胀系数的影响,提出了一种降低堇青石材料热膨胀系数的新途径。结果表明,采用成核-生长曲线法烧成时,试样的热膨胀系数为1.6-1.8×10-6/℃左右,比采用直接升温法时的热膨胀系数(2.0-2.4×10-6/℃)的值降低0.3-0.5×10-6/℃左右。     

烧成曲线对合成堇青石热膨胀系数的影响

研究了不同烧成曲线对合成堇青石材料热膨胀系数的影响,提出了一种降低堇青石材料热膨胀系数的新途径.结果表明,采用成核-生长曲线法烧成时,试样的热膨胀系数为1.6～1.8×10-6/℃左右,比采用直接升温法时的热膨胀系数(2.0～2.4×10-6/℃)的值降低0.3～0.5×10-6/℃左右.     

利用累托石合成堇青石

利用湖北省钟祥累托石作为合成堇青石的主要原料,主要研究了堇青石熟料对合成堇青石性能的影响.试验表明:加入30%堇青石熟料的坯料性能最好,且合成温度低,合成的堇青石机械强度高,热稳定性好,热膨胀系数为2.934×10-6/℃(Rt～1000℃).     

莫来石-钛酸铝复相材料的研究

探讨了在莫来石材料的基质中引入TiO2原位形成钛酸铝对其性能的影响.结果表明,适量钛酸铝可显著提高莫来石制品的抗热震稳定性和在一定程度上提高其荷重软化温度,为制备优质莫来石-钛酸铝复相材料提供依据.     

结合系统对刚玉质浇注料显微结构及性能的影响

以板状刚玉骨料和细粉为主要原料,分别以硅微粉、Al2O3-SiO2凝胶粉和铝酸钙水泥为结合剂,制备了3组不同结合系统的刚玉质浇注料,研究了浇注料经不同温度热处理后的物相变化及物理性能,采用X射线衍射及扫描电镜技术研究了其相组成和显微结构特征.结果表明,以硅微粉为结合剂的浇注料在1100℃时有莫来石晶核析出;继续升温,莫来石长大并出现液相.以凝胶粉为结合剂的浇注料在1100℃时出现方石英,不利于莫来石的生成.以铝酸钙水泥为结合剂的浇注料经1500℃处理后,水泥矿物转化为六铝酸钙(CaO·6Al2O3,CA6)相,这种呈片状的CA6相在基质结构内部交叉穿插,有利于提高浇注料的高温抗折强度和抗热震性能.     

氧化锆-莫来石纳米复相陶瓷的制备

通过选择合适的SiO2-Al2O3-ZrO2（SAZ）配方和添加剂，在1620～1700℃熔成均匀的SAZ熔体，经超快速冷却凝固得到大块透明非晶体，再经二步热处理制得白色氧化锆-莫来石纳米复相陶瓷。用差式扫描量热分析、X射线衍射和扫描电镜等技术研究SAZ系非晶的原位受控晶化过程。研究结果表明：在900～950℃时，SAZ系非晶中开始析出四方氧化锆（t-ZrO2）；在1000℃左右时，莫来石晶相开始形成；在1100℃时，晶化基本完全，其显微结构致密，粒子大小均匀，呈球状，平均粒径为20-50nm;当温度继续升高至1150℃时，有少量单斜氧化锆（m—ZrO2）生成，这说明在1100～1150℃时，已有部分t-ZrO2发生马氏体相变；当温度高达1250℃时，M-ZrO2含量明显增加，还有堇青石相析出，其粒子迅速长大，到1350℃时少数莫来石晶体长度达5μm；加入添加剂TiO2，并未改变初晶相t-ZrO2的形成，但显著降低了SAZ系非晶的晶化温度，促进其整体晶化。     

B_2O_3-TiO_2掺杂堇青石微晶玻璃制备及其晶化行为

按照堇青石化学计量配比,掺杂B2O3-TiO2,采用溶胶-凝胶法配合回流制备了以α-堇青石为主晶相的微晶玻璃.利用差热分析、X射线衍射、扫描电镜等测试手段,对该玻璃样品的晶化过程进行了试验观察,探讨了B2O3-TiO2在堇青石基微晶玻璃晶化过程中的作用.结果表明:样品在从无定形态到堇青石微晶玻璃的转变过程中,过渡相为镁铝尖晶石和β-石英固溶体,该结果说明B2O3起到了抑制μ-堇青石形成的作用.另外,TiO2作为形核剂,通过先在玻璃相中形成富钛小液滴来诱导非均匀成核,从而促进α-堇青石析晶.断面扫描电镜图像显示所得微晶玻璃为整体析晶.     

红柱石细粉对矾土烧结性能的影响

以红柱石和矾土为主要原料,粘土为烧结剂,纸浆废液为结合剂。在1420℃×3h烧成制度下,研究了红柱石的细粉加入量对材料线变化率、耐压强度和抗震稳定性能的影响。结果表明:经1420℃×3h烧成后,红柱石分解出的针状莫来石晶体交结呈网络状,强化了材料的组织结构,改善了材料的物理性能。本试验中红柱石细粉的加入量为15%时,材料综合烧结性能最好,材料线变化率最小0.03%;耐压强度高达87.6MPa;抗震稳定性(1100℃水冷次数)32次。当红柱石细粉的加入量大于15%时,由于材料线变化率的过度增大,引起材料结构的松散,导致材料性能下降,如:材料线变化率最小0.12%;耐压强度60.5MPa;抗震稳定性(1100℃水冷次数)29次。