矿物棉纤维的非等温析晶动力学研究

利用差热分析仪和X射线衍射仪研究了矿物棉纤维的析晶行为.矿物棉纤维的差热曲线上存在两个重叠的析晶峰.X射线衍射结果和扫描电镜分析结果表明该矿物棉在高温下析出两个结晶相：钙镁黄长石和钙长石,前者的析晶温度范围为850～920℃,后者的析晶温度范围为880～1 010℃.利用Ozawa方程和修正的Kissinger方程分析了两个析晶相的析晶机理和析晶活化能.钙镁黄长石的Avrami指数n为0.682,属于表面析晶机理,与扫描电镜观察到的结果相吻合;扫描电镜观察到钙长石生长方式为三维生长方式;计算得到钙镁黄长石和钙长石的晶体生长活化能EG分别为248 kJ.mol-1和347 kJ.mol-1.     

调质高炉渣纤维化过程析晶行为的热力学研究

以Ca O-Mg O-Si O_2-Al_2O_3四元渣系为研究对象,利用Factsage 6.4热力学软件,研究冷却过程中黄长石等高熔点矿相的析出热力学现象,解析碱度、Mg O和Al_2O_3含量等因素对不同组分调质高炉渣中晶相析出的影响规律。结果表明:随着碱度的增加,析晶温度逐渐升高,液相量逐渐减少,黄长石的析出量先增加后减少,当碱度为1.2时黄长石的析出量达到最大;随着Mg O含量的增加,析晶温度逐渐升高,1 275~1 420℃黄长石的析出量逐渐增加,液相量逐渐减少,1 240~1 275℃黄长石的析出量逐渐减少,液相量逐渐增加;随着Al_2O_3含量的增加析晶温度逐渐增加。     

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).     

Zr_(57.5)Cu_(27.3)Al_(8.5)Ni_(6.7)非晶合金的非等温和等温晶化动力学研究

对制备的Zr_(57.5)Cu_(27.3)Al_(8.5)Ni_(6.7)非晶合金的等温与非等温晶化动力学通过差式扫描量热法(DSC)进行了研究,根据Kisinger方程计算出Zr_(57.5)Cu_(27.3)Al_(8.5)Ni_(6.7)非晶合金在非等温条件下的激活能Eg,Ex,Ep1和Ep2,分别为409.70kJ/mol(±60.07kJ/mol),335.53kJ/mol(±39.94kJ/mol),323.95kJ/mol(±15.21kJ/mol)和187.75kJ/mol(±13.27kJ/mol).在718K,723K,728K和733K等温条件下得到的晶化体积分数与时间的关系曲线呈"S"型,表明晶化过程为典型的形核长大型转变.Avrami指数n的范围为3≤n≤4,表明晶化过程由界面控制的二维长大转变为界面控制的三维长大,形核率随时间逐渐降低至稳定,等温晶化过程得到的激活能平均值434.81kJ/mol,高于非等温晶化过程的有效激活能.     

颗粒粒度及钾长石含量对矿渣微晶玻璃析晶能力的影响

利用k值法计算了不同颗粒粒度下不同钾长石添加量高炉渣微晶玻璃的晶化能和析晶动力学参数,采用DSC、XRD及SEM等测试手段研究了粉体粒度和钾长石含量对微晶玻璃析晶能力的影响。结果表明,颗粒粒度对微晶玻璃析晶能力影响显著,微晶玻璃析晶能力随颗粒粒度减小而增大;钾长石对微晶玻璃析晶能力有一定促进作用,但随着粉体粒度的减小而逐渐减弱,钾长石含量过高时,不利于微晶玻璃析晶,钾长石添加量应以5 wt%左右为宜。在5℃/min升温速度下,球磨60 h,添加5 wt%钾长石的样品具有较好的微观形貌,其主晶相为镁黄长石,晶体成颗粒状,晶粒均匀且结合紧密。     

ZrF_4-BaF_2-LaF_3-ZnF_2系统玻璃的析晶行为和动力学

用DTA和XRD分析、TEM观察、IR光谱以及等温和不等温DSC等方法,研究了61.5ZrF_4·(31-m)BaF_2·7.5LaF_3·mZnF_2玻璃(m=0～6%(mol))的晶化过程和析晶动力学。结果表明:该系列玻璃是由分相导致整体析晶,DTA曲线上的T_(c1)峰为β-BaZrF_6和β-BaZr_2F_(10)晶相的共同析晶峰,DTA曲线上的T_(c2)峰为LaF_3·2 zrF_4晶相的析出峰和β-BaZrF_6→α-BaZrF_6多晶转变峰;玻璃的析晶动力学过程可以用JMA方程来描述;以适量的ZnF_2取代BaF_2可使玻璃的形成能力有所改善。     

偏高岭土水热合成Y型分子筛的动力学研究

采用苏州和茂名偏高岭土作原料,在不同温度下水热合成Y型分子筛,测定不同晶化时间产物的相对结晶度,绘出晶化曲线,根据晶化曲线计算苏州和茂名偏高岭土合成Y型分子筛的成核活化能和晶体生长活化能.茂名偏高岭土水热合成的Y型分子筛:Ea成核=29.48 kJ/mol,Ea生长=18.89 kJ/mol;苏州偏高岭土水热合成的Y型分子筛:Ea成核=23.81 kJ/mol,Ea生长=17.38 kJ/mol.讨论了造成这些活化能差异的原因.     

Cu-Zr-Ag-Al非晶的晶化动力学研究

利用差示扫描热分析法(DSC)和X射线衍射仪(XRD),并借助Kempen模型和Kissinger方程,研究了不同加热速率下Cu45 Zr45 Ag7Al3非晶合金晶化过程及非等温晶化动力学.在连续加热条件下,随升温速率的加快,Cu45Zr45Ag7Al3非晶合金的特征温度Tg,Tx和Tp均向高温区移动,且过冷液相区间扩大.计算了该合金的激活能,分别为Eg=431.1kJ/mol,Ex=307.2 kJ/mol和Ep=339.5 kJ/mol;并计算出相应的Avrami指数n(分别为5.2和1.9),表明该非晶合金的晶化是以界面控制的多晶型晶化为主.     

溶胶凝胶法制备莫来石纤维及莫来石晶化的动力学研究

以异丙醇铝、硝酸铝和正硅酸乙脂为原料,通过溶胶凝胶法制备了可纺的莫来石前躯体溶胶,异丙醇铝和硝酸铝的最佳摩尔比为4:1.凝胶纤维在1 200℃煅烧1 h,得到了表面光滑、直径均匀的莫来石纤维.采用Kissinger方程和Ligero方程计算,得到莫来石晶化的活化能分别为993.5 kJ/mol和1 014.2 kJ/mol.     

Mk对调质高炉渣制备矿渣棉过程中熔渣性能影响

利用铁尾矿进行高炉渣调质实验,研究了酸度系数(M_k)对调质高炉熔渣析晶性能、黏度及表面张力的影响.结果表明:随M_k的增加,调质熔渣的析晶温度明显降低,当M_k高于1.4时熔渣温度降至1100℃,体系仍为无序玻璃相;随M_k的增大,调质熔渣黏度对温度变化的敏感性逐渐减弱,适宜成纤黏度范围对应的温度区间逐渐增大,适宜成纤黏度范围内最低成纤温度与析晶温度之差Δt=(_○t_○w-_○t_○l)逐渐增大,当M_k为1.2时Δt为101.7℃;在调质熔渣适宜成纤温度范围内,M_k对熔渣表面张力的影响不大,熔渣表面张力与黏度的比值σ/η(表征熔渣成形难易程度)随M_k的增大逐渐减小.     

含氰基和乙炔基苯并噁嗪树脂的固化行为及性能研究

以4-氨基苯氧邻苯二甲腈(BZN)、间氨基苯乙炔(APA)和多聚甲醛为原料制备了含氰基和乙炔基的苯并噁嗪树脂(BZ-BPA)。利用差示扫描量热法(DSC)、傅里叶变换红外光谱法(FT-IR)、热重分析法(TGA)分析了BZ-BPA的固化行为,得到：BZ-BPA在固化反应过程中存在两个放热峰(225℃和274℃);在氮气氛围下,BZ-BPA固化物热失重5%的温度(T_d5)为502.6℃,800℃时质量残留率为79.8%;在空气氛围下,T_d5为506.0℃,800℃时质量残留率为29.6%。采用Kissinger法计算得到两个固化反应的表观活化能(E):E₁=228.31 kJ/mol,E₂=87.97 kJ/mol;由Ozawa法计算得到：E₁=225.98 kJ/mol,E₂=92.26 kJ/mol;固化反应接近一级反应。考察了石英纤维增强的BZ-BPA复合材料(QF/BZ-BPA)的力学性能和耐热性能,结果显示：QF/BZ-BPA的玻璃化转变温度(T<...     

含氰基和乙炔基苯并噁嗪树脂的固化行为及性能研究

以4-氨基苯氧邻苯二甲腈（BZN）、间氨基苯乙炔（APA）和多聚甲醛为原料制备了含氰基和乙炔基的苯并噁嗪树脂（BZ-BPA）。利用差示扫描量热法（DSC）、傅里叶变换红外光谱法（F T-IR）、热重分析法（TGA）分析了BZ-BPA的固化行为,得到：BZ-BPA在固化反应过程中存在两个放热峰（225℃和274℃）;在氮气氛围下,BZ-BPA固化物热失重5%的温度（T _d5）为502.6℃,800℃时质量残留率为79.8%;在空气氛围下,T _d5为506.0℃,800℃时质量残留率为29.6%。采用Kissinger法计算得到两个固化反应的表观活化能（E）：E₁=228.31 kJ/mol,E₂=87.97 kJ/mol;由Ozawa法计算得到：E₁=225.98 kJ/mol,E₂=92.26 kJ/mol;固化反应接近一级反应。考察了石英纤维增强的BZ-BPA复合材料（QF/BZ-BPA）的力学性能和耐热性能,结果显示：QF/BZ-BPA的玻璃化转变温度（T_g）为476℃;在常温下其弯曲强度为764.2 MPa,层间剪切强度为57.3 MPa;在400℃热处理2 h后,其弯曲强度为614.5 MPa,层间剪切强度为38.1 MPa;400℃热处理10 h后,其质量损失仅为2.4%。以上结果表明BZ-BPA复合材料具有优异的力学性能和耐热性能。     

含钛高炉渣脱硫的动力学研究

在实验室条件下对承钢含钛高炉渣进行了脱硫过程的动力学研究,确定其脱硫的相关动力学参数。结果发现：在温度一定时,铁水中脱硫量和时间的延长而降低。由于铁水的脱硫反应属于二级反应,硫在熔渣中的扩散成了脱硫过程的限制性环节,熔渣的脱硫能力与炉温成正比,并且在试验中的到硫在熔渣中的扩散活化能为 ED =127.04kJ/ mol。     

Effect of Fe<Subscript>2</Subscript>O<Subscript>3</Subscript> on the crystallization behavior of glass-ceramics produced from naturally cooled yellow phosphorus furnace slag

CaO-Al₂O₃-SiO₂ (CAS) glass-ceramics were prepared via a melting method using naturally cooled yellow phosphorus furnace slag as the main raw material. The effects of the addition of Fe₂O₃ on the crystallization behavior and properties of the prepared glass-ceramics were studied by differential thermal analysis, X-ray diffraction, and scanning electron microscopy. The crystallization activation energy was calculated using the modified Johnson-Mehl-Avrami equation. The results show that the intrinsic nucleating agent in the yellow phosphorus furnace slag could effectively promote the crystallization of CAS. The crystallization activation energy first increased and then decreased with increasing amount of added Fe₂O₃. At 4wt% of added Fe₂O₃, the crystallization activation energy reached a maximum of 676.374 kJ·mol-1. The type of the main crystalline phase did not change with the amount of added Fe₂O₃. The primary and secondary crystalline phases were identified as wollastonite (CaSiO₃) and hedenbergite (CaFe(Si₂O₆)), respectively.     

CaO-SiO2-MgO-Al2O3四元渣系Al2O3活度预测模型

高炉渣系各组元活度对高炉冶炼和产品质量具有重要的影响作用. 基于分子-离子共存理论,建立CaO-SiO₂-MgO-Al₂O₃四元渣系Al₂O₃活度预测模型;结合试验测定值对其进行验证与修正,最终建立了修正的CaO-SiO₂-MgO-Al₂O₃四元渣系Al₂O₃活度预测模型;同时,依据模型计算结果探究R(w(CaO)/w(SiO₂)),w(MgO)/w(Al₂O₃)和w(Al₂O₃)对Al₂O₃活度的影响. 研究结果表明:修正后的CaO-SiO₂-MgO-Al₂O₃四元渣系Al₂O₃活度预测模型具有较高的预测精度,能够很好地预测熔渣Al₂O₃活度;当w(MgO)/w(Al₂O₃)=0.40,w(Al₂O₃)=20%时,随着R增加,Al₂O₃活度逐渐减小;当R=1.25,w(Al₂O₃)=20%时,随着w(MgO)/w(Al₂O₃)增加,Al₂O₃活度逐渐减小;当w(MgO)/w(Al₂O₃)=0.40,R=1.25时,随着w(Al₂O₃)增加,Al₂O₃活度逐渐增大.     

聚(间二乙炔基苯-甲基氢硅烷)/含乙炔基苯并噁嗪树脂共混体系固化行为及其耐热性能研究

聚（间二乙炔基苯-甲基氢硅烷）（PSA）和含乙炔基苯并噁嗪树脂（A-PBZ）在热作用下均能够聚合形成交联网状结构。研究了PSA/A-PBZ共混树脂（SB）的固化行为。通过红外光谱（FT-IR）、旋转流变仪和差示扫描量热仪（DSC）研究了PSA/A-PBZ质量比为5：2时共混树脂（SB-2）的固化特性,利用动态DSC分析,根据Kissinger方法和Ozawa方法计算得出SB-2共混树脂固化反应的表观活化能分别为108.4 kJ/mol、111.1 kJ/mol,反应级数分别为0.93和0.95,固化反应遵循一级反应机理。同时还对SB共混树脂体系的耐热性能进行了探究,热重分析（TGA）结果表明：在氮气和空气氛围下,SB共混树脂固化物失重5%的温度（T_d5）和1 000℃时的质量保留率均随着A-PBZ树脂加入量的增加而减小,但SB共混树脂仍然表现出优异的耐热性能。     

Al_(88.5)Y_(6.5)Ni_5非晶的晶化过程研究

本文采用单辊法制成了Al_(88.5)Y_(6.5)Ni_5(at-％)合金非晶薄带,用DSC法及X-射线衍射法研究了该非晶合金的晶化过程,测定了晶化过程中各种反应的温度,计算了各阶段反应的激活能。研究表明,加热速率为20K/min时,该非晶合金的起始晶化温度及晶化峰值温度分别为453K及469K;起始晶化激活能及晶化峰值激活能分别为168kJ/mol及163kJ/mol。由于该非晶合金具有较高的晶化温度及晶化激活能,表明其具有较高的热稳定性。     

化学沉积非晶态Ni_(2.7)P合金晶化动力学

化学沉积的非晶态Ni-P合金具有高强度、良好抗蚀性、高导电性和软磁性等优异性能,故有着广泛用途。但是这些优异性能在非晶态合金发生结晶后便会丧失,为此研究其晶化动力学将有助于了解此种合金的稳定性以便合理地使用它并为开发其它高稳定性的非晶态合金提供