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.     

铁尾矿制备的功能微晶玻璃及其微波介电特性

以鞍山铁尾矿为主要原料制备了BaO-Fe2O3-Si O2微晶玻璃,并利用DSC,XRD,SEM以及FT-IR对晶化过程和微观结构及结晶动力学进行了研究.微晶玻璃的最佳热处理制度为:700℃核化3 h,950℃晶化2 h;这样可以制备出主晶相为BaFe12O19、次晶相为BaSi2O5的微晶玻璃.微晶玻璃结构中出现了BaFe12O19的红外特征吸收峰;晶体生长指数为2.8,属三维生长;介电损耗角正切值达到了0.44,而磁损耗正切值为0.017,具有较好的微波介电特性.     

镍渣制备微晶玻璃的结晶动力学及结晶化过程

探讨以镍渣为主要原料采用熔融法制备建筑用微晶玻璃. 研究引入Cr2O3作为晶核剂的镍渣微晶玻璃的成核及晶化过程. 利用DSC测试来确定基础玻璃的晶化温度,并利用修正的Johnson-Mehl-Avrami(JMA)方法初步计算以镍渣为主要原料所制备的基础玻璃在加入质量分数2%的Cr2O3作为晶核剂后的结晶活化能E及结晶动力学参数k(Tp),计算结果分别为E=371.1 kJ·mol-1,结晶动力学参数k(Tp)=0.29. 采用XRD、SEM和光学显微镜测试、分析及观察方法来鉴定、分析微晶玻璃试样的主晶相及微观结构. 结果显示,加入晶核剂的基础玻璃从930 ℃开始均匀地析出透辉石相晶体;随着温度的升高,晶体尺寸也逐渐增大,在温度达到950 ℃后,对样品进行30 min保温热处理,样品中晶体尺寸达到10～15 μm.     

添加氧化锆对钢渣微晶玻璃显微结构的影响

采用熔融法制备微晶玻璃材料，探讨了钢渣微晶玻璃中引入ZrO2对其显微结构以及性能的影响。用X衍射仪和扫描电镜分析了微晶玻璃的主晶相和显微结构。实验结果表明：引入质量分数为1％的ZrO2时，微晶玻璃的晶粒最小，抗弯强度最大；当ZrO2的添加量进一步增多，晶粒无法发育完全且晶相含量下降，导致微晶玻璃的抗弯强度降低。在该钢渣微晶玻璃中，ZrO2最佳添加量的质量分数为1％。     

高炉渣制备微晶玻璃的研究

以济南钢铁厂的高炉渣为主要原料，辅以其它化学试剂，制备了微晶玻璃，对高炉渣微晶玻璃的配方，核化和晶化温度进行了研究，并用SEM，DTA，XRD分析表征了制得的微晶玻璃样品的微观结构和结晶情况.     

金属玻璃的液态结构及其动力学胶体模拟

研究金属玻璃对于改善性能,开发新的合金体系有重要意义。由于实验手段的局限,目前为止还未能直接观测到液态结构的演化过程。胶体体系可以得到直观可视的粒子图像,已被应用于模拟研究原子体系的物理变化过程。通过不同的胶体体积浓度来模拟金属玻璃熔体,分析了不同胶体液态体系中的团簇结构,并对胶体粒子的扩散规律进行了探讨。结果表明液态体系的浓度越高,粒子的扩散速率越慢,局域特征结构发生变化,并在高浓度液态结构中观察到了结构的局域有序性动力学阻滞形成的笼子效应,为胶体体系液态微结构随浓度的演化提供了直接的实验证据。     

自组织过程的随机元胞自动机模拟

将随机机制引入元胞自动机，建立了若干自组织过程的随机元胞自动机模型；编制了Ｗｉｎｄｏｗｓ环境下的通用元胞自动机程序，成功地模拟了粒子扩散、沙堆崩塌、分形凝聚、晶体生长等动态过程。     

高强度生物活性微晶玻璃的研制

以ＭｇＯ－ＣａＯ－ＳｉＯ＿２－Ｐ＿２Ｏ＿５系统基础玻璃，经过微晶化处理，制备了一种高机械强度的生物活性微晶玻璃，用Ｘ射线衍射仪（ＸＲＤ）研究了微晶玻璃的晶相；借助扫描电子显微镜（ＳＥＭ）观察了微晶玻璃的显微结构。结果表明，这种微晶玻璃的主晶相为磷灰石；该材料具有良好的生物活性和力学性能．     

高强度生物活性微晶波玻璃的研制

以ＭｇＯ－ＣａＯ－ＳｉＯ２－Ｐ２Ｏ５系统基础玻璃，经过微晶化处理，制备一种高机械强度的生物活性微晶玻璃。用Ｘ射线衍射仪（ＸＲＤ）研究了微晶玻璃的晶相；借助扫描电子显微镜（ＳＥＭ）观察了微晶玻璃的显微结构。结果表明，这种微晶玻璃的主晶相为磷灰石；该材料具有良好的生物活性和力学性能。     

降膜结晶分离过程的数值分析

为了研究降膜结晶过程的相变耦合传热传质过程 ,在混合物理论和实验观察所得的结晶形态及形貌特征的基础上建立了描述降膜结晶过程动量、热量和质量传递的数值模拟模型。该模型的一个重要特点是认为在降膜结晶过程中在熔体液相区和固相区之间存在一薄厚不匀且不断变化的二相区。以二元透明有机熔体 (萘硫茚 )为例 ,针对实验单管降膜结晶器的实际降膜结晶过程动量、热量和质量传递过程进行了数值模拟 ,所得结果在未引入任何经验常数下 ,与实验结果符合较好