温度对煤层气井用低密陶粒支撑剂性能的影响

以铝矾土和煤矸石为主要原料,加以钾长石为助烧结剂,在不同温度下烧结制备30/50目煤层气井用陶粒支撑剂。使用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对陶粒支撑剂样品进行物相组成和微观形貌表征,同时研究了烧结温度对陶粒微观结构与力学性能的影响。结果表明：陶粒内部形成了大量闭气孔,导致陶粒随烧结温度的升高,其密度和抗压能力呈下降趋势。1 260℃下烧结制备的陶粒支撑剂综合性能较好,其视密度为2.34 g/cm³,体积密度1.20 g/cm³,28 MPa闭合压力下的破碎率5.12%,即满足破碎率要求的同时保持低密,在该温度下烧结制备的陶粒支撑剂,棒状莫来石晶相发育良好,数量较多,形成连续的网状结构。     

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。     

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。     

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。     

锰矿粉添加陶粒支撑剂的制备与物理性能研究

以阳泉III级铝矾土与木节土为主要原料,以锰矿粉作为添加剂,在1 500℃下常压烧结制备陶粒支撑剂。采用XRD、SEM对陶粒样品的物相组成与显微结构进行表征,测试了陶粒的视密度与破碎率。结果表明,陶粒支撑剂样品的主晶相为莫来石相,次晶相为刚玉相,锰粉添加量为4wt%的试样破碎率达到8.1%,显微形貌观察表明该成分的陶粒结构最致密。研究表明,以III级铝矾土与木节土为主要原料,锰粉添加量为4 wt%的陶粒支撑剂密度适中,抗破碎性能好,适用于非常规油气藏的水力压裂开采作业中。     

正交设计优化低密度陶粒支撑剂的制备

一般来说,原料粒度越细,合成的材料性能越好。该文通过研究支撑剂原料的球磨时间和煅烧温度,探究对于支撑剂影响较大的因素,并优化出最优组合。通过正交优化实验,采用三因素五水平的方案,对铝矾土、长石球磨不同时间和不同的烧结温度进行研究。经过实验发现最优组合为铝矾土球磨4 h,长石球磨8 h,烧结温度为1 280℃.最优组合制备的支撑剂的主晶相为刚玉和莫来石,体积密度为1.48 g/cm³,视密度为2.7 g/cm³,在52 MPa压力下破碎率为4.07%,符合国家标准。     

烧结温度对Sr(Zn1/3Nb2/3)O3微波介质陶瓷微观结构的影响

利用固相法合成Sr(Zn1/3Nb2/3)O3(SZN)微波介质陶瓷,分别在1400℃,1 450℃与1 500℃下进行烧结,通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和拉曼光谱法系统的研究了烧结温度对SZN微波介质陶瓷微观结构的影响.研究发现烧结温度对SZN微波介质陶瓷微观结构有重要影响,较高的烧结温度有利于...     

合成致密刚玉-莫来石-锌铝尖晶石复相材料的工艺研究

研究了合成致密刚玉-莫来石-锌铝尖晶石复相材料的工艺条件.通过XRD和SEM分析了煅烧温度与生成物相的关系,采用二步煅烧工艺研究了轻烧温度及轻烧时间对刚玉-莫来石-锌铝尖晶石复相材料的烧结性能的影响.结果发现:采用ZnO、SiO2、Al(OH)3为原料,1300℃时,系统中能够生成刚玉、莫来石、锌铝尖晶石.在轻烧温度为1300℃时,最佳的保温时间为3h,此时显气孔率达到最小,体积密度相应最大.进一步提高轻烧温度到1400℃时,有利于刚玉-莫来石-锌铝尖晶石复相材料的烧结,在此轻烧温度下,最佳的保温度为2h,此时试样的显气孔率达到最大,体积密度相应最小.     

pH值和烧结条件对溶胶-凝胶合成LiMn_2O_4粉体晶相结构和形貌的影响

采用溶胶-凝胶法合成了尖晶石型LiMn2O4粉体,借助TG-DTA(热重/差热分析仪)、XRD(X射线衍射)、SEM(扫描电镜)等测试手段,详细讨论了反应溶液的pH值和凝胶的烧结条件(包括烧结温度、烧结时间、升温速率)对产物晶相结构和形貌的影响.结果表明烧结温度对所制备LiMn2O4粉体的晶相结构和形貌具有重要的影响;在适宜的烧结温度(750℃)前提下,pH值、烧结时间和升温速率对产品晶相结构影响甚微,仅对其形貌具有一定影响.适宜的sol-gel制备LiMn2O4粉体的工艺条件为:pH=6.5、烧结温度为750℃、烧结时间为7h、升温速率为5℃/min.     

用粉煤灰合成不同组成的Sialon环境材料

以粉煤灰和炭黑为原料,采用碳热还原氮化法在1 350~1 550℃下保温6 h合成出不同组成的Sialon环境材料.研究了合成温度对材料相组成的影响,观察了其显微结构,并分析了粉煤灰的碳热还原氮化过程.研究结果表明:合成温度对材料的相组成影响显著;提高合成温度有利于莫来石的分解和Sialon的生成,通过控制加热温度可以合成不同组成的Sialon材料;1 350~1 400℃,1 450~1 500℃和1 550℃保温6 h可以分别合成(O′+β)-Sialon/莫来石、(X+β)-Sialon/刚玉和β-Sialon材料;在1 550℃下合成β-Sialon的平均粒径约为2~3μm.粉煤灰的碳...     

工艺因素对煤矸石莫来石化的影响

以天然煤矸石为原料采用粉末烧结法制备莫来石,利用XRD、SEM对烧成试样进行表征,并检测其显气孔率及体积密度,分析原料粒度和烧成温度等工艺因素对所制莫来石的致密化程度、物相组成以及显微结构的影响。结果表明,煤矸石粉料的粒度越小,大小越均匀,烧成试样的致密化程度就越高;烧成温度达到1250℃时试样中有莫来石相生成,烧成温度超过1500℃后,试样中主晶相为莫来石,但试样体积密度低,显气孔率高;在1600℃×3h的烧结条件下可获得体积密度为2.81g/cm3、显气孔率为6%的压块烧成莫来石,其中柱状自生长莫来石晶体呈交织网络状结构分布,晶粒大小为5~14μm。     

烧结温度对Ba0.96Ca0.04Ti2O5陶瓷的物相结构与电学性能影响探究

在改性Pechini法制备Ba_0.96Ca_0.04Ti₂O₅(BCT2)粉体的基础上,采用常压固相烧结工艺制备了BCT2陶瓷,详细探究了在不同烧结温度(1050～1250℃)下对BCT2陶瓷物相结构与性能的影响规律。采用X射线衍射仪、冷场发射扫描电子显微镜、电子比重天平和精密阻抗分析仪,分别测试了BCT2陶瓷的物相结构、断面形貌、致密化程度和电学性能。结果表明,随着烧结温度一定程度的升高,BCT2陶瓷的结晶度提升、致密化程度增加、介电性能和铁电性增强。最佳烧结温度(1200℃)下BCT2陶瓷的性能为ρ_r=96.64%、T_C=444.9℃、ε_m=619.3和γ=0.429。     

烧结温度对镁钽锂掺杂铌酸钾钠性能的影响

采用传统固相烧结法在960~1 060℃制备了Li_(0.058)(Na_(0.535)K_(0.480))_(0.942)(Nb_0.887)Ta_(0.009)Mg_(0.004))O_3(LNKNTM)无铅压电陶瓷。研究了烧结温度对LNKNTM陶瓷结构和性能的影响。研究结果表明:在试验温度范围内,LNKNTM陶瓷均为钙钛矿结构。随着烧结温度的升高,LNKNTM陶瓷在室温下出现了从四方相到正交相的转变。在1 020℃烧结制备的LNKNTM陶瓷相对密度达到95.1%,并具有优良的电学性能,压电常数d33和机电耦合因数k_p分别为231 pC/N和38.6%。     

莫来石陶瓷的制备

以铝矾土和红柱石为原料制备莫来石陶瓷。在１２５０～１５００℃区间烧成莫来石，获得了莫来石生成量随化学成份与烧结温度不同而变化的关系。在温度高于１３５０℃时，Ａｌ_２Ｏ_３成份处于６０％～７０％之间。温度对莫来石的生成量影响非常敏感，温度每上升５０℃，莫来石的生成员提高～１０％。     

Ba(Zn1/3Nb2/3)O3微波介质陶瓷的B位二价Ni2 离子取代的研究

利用Ni2+离子取代Ba(Zn1/3Nb2/3)O3的B位Zn2+离子来改善其介电性能并研究其微观结构的变化.XRD表明,系统的主晶相为立方钙钛矿的BZNN,并有少量第二相如Ba5Nb4O15、BaNb6O16等.系统在较低温度(1 350℃)下烧结时以及在1 300℃退火处理会形成微弱的有序相,这种趋势说明了Ni2+和Nb5+离子的相互扩散会随着热能和时间的增长而增长.在较高温度下烧结(1550℃)则会形成富Nb液相区.当系统中Ni2+含量为0.7时,1 500℃烧结时系统得到优异的介电性能,介电常数为35.7,容量温度系数为-4.7×10-6/℃,损耗tan δ为0.33×10-4(1 MHz).     

烧结温度对Ba4.2(Sm0.8Nd0.17Bi0.03)9.2Ti18O54微波介电性能的影响

研究了烧结温度对掺质量分数为0.5 % 的TiO2的Ba4.2(Sm0.8Nd0.17Bi0.03)9.2Ti18O54(简称BSNBT)陶瓷材料微观结构及其微波介电性能的影响.采用XRD,场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)和EPMA分析了陶瓷材料的微观结构.结果表明,当烧结温度高于1 340 ℃时陶瓷样品中出现第二相BaTi4O9.随着烧结温度的升高,材料的介电常数εr和Qf值(品质因数和谐振频率的乘积)先增大后减小,谐振频率温度系数逐渐增大.当烧结温度为1 340 ℃时,εr和Qf值均达到最大,εr=80.5,Qf=9 009 GHz(在3.5 GHz下),此时谐振频率温度系数τf=6.5×10-6/℃.     

烧结温度度对Ba4．2（Sm0.8Nd0.17Bi0.03）9．2Ti18O54微波介电性能的影响

研究了烧结温度对掺质量分数为0.5%的TiO2的Ba4.2(Sm0.8Nd0.17Bi0.03)9.2Ti18O54(简称BSNBT)陶瓷材料微观结构及其微波介电性能的影响.采用XRD,场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)和EPMA分析了陶瓷材料的微观结构.结果表明,当烧结温度高于1 340℃时陶瓷样品中出现第二相BaTi4O9.随着烧结温度的升高,材料的介电常数rε和Qf值(品质因数和谐振频率的乘积)先增大后减小,谐振频率温度系数逐渐增大.当烧结温度为1 340℃时,rε和Qf值均达到最大,rε=80.5,Qf=9 009 GHz(在3.5 GHz下),此时谐振频率温度系数fτ=6.5×10-6/℃.     

莫来石晶须陶瓷膜的制备及其油水分离性能

以自制莫来石晶须为主要原料、硅溶胶为烧结助剂,采用浸渍工艺将硅溶胶附着在莫来石晶须表面,并用处理后的晶须通过干压成型制备莫来石晶须搭接的陶瓷膜。研究了硅溶胶浓度、成型压力和烧结温度对多孔陶瓷膜组分、孔径、孔隙率和渗透通量的影响。结果表明,使用质量分数5%的硅溶胶处理后的莫来石晶须在76 MPa压力下成型、1 400℃烧结得到的陶瓷膜孔隙率为54.7%,平均孔径为0.43μm。采用低温氧化法在膜表面生长纳米氧化钛进行改性,改性后陶瓷膜的油水分离通量为2 746 L·m^-2·h^-1·MPa^-1,截油率达到98.31%。     

一种陶粒生物填料及制备研究

介绍了一种以粉煤灰和活性污泥为主要原料制备的陶粒生物填料及其制备方法.通过材料配比及烧结温度试验、烧结时间试验、性能测定,得出粉煤灰、活性污泥、黏土最佳比例为50∶ 40∶10,最佳烧结温度1 150℃,最佳烧结时间25 min.烧结陶粒生物载体粒径为3 mm.在此条件下制得的陶粒生物载体平均吸水率为27％,平均抗压强度为1.23MPa,颗粒密度为1.19 g/cm3,易于形成流化状态,能满足污水处理填料性能要求.     

Ni对MF/Al_2O_3复合材料力学性能的影响

在不同烧结温度下,研究不同掺量Ni对莫来石纤维(MF)/Al2O3复合材料力学性能的影响规律,借助SEM和EDS等测试手段,分析Ni的掺入使MF/Al2O3复合材料力学性能改善的机理。结果表明,当Ni质量分数=12.5%,烧结温度为1 450℃时,Ni-MF/Al2O3复合材料抗弯强度为870.769 MPa,断裂韧性为9.51 MPa.m1/2,韦氏硬度达到11.59 GPa,相对密度为92.5%;Ni和莫来石纤维对复合材料的复合增韧效果,主要表现为金属塑性变形穿晶断裂和细化晶粒,纤维拔出、脱黏,烧结温度高时Al2O3晶粒细小,显微结构更为致密。