烧结气氛对钢渣陶瓷晶相和性能的影响

利用钢渣制备陶瓷材料是钢渣资源化大宗利用的一条新途径.开展不同烧结气氛对钢渣陶瓷影响规律的研究,对推动钢渣陶瓷技术的应用具有重要意义.以20%钢渣和80%黏土为原料,分别在空气和氮气气氛下,制备了钢渣陶瓷样品,分析了其晶相转变和性能变化规律,并定量研究了氧分压对钢渣陶瓷中铁元素价态转变的影响机理.研究表明,在空气条件下烧结时,原料中的Fe2+发生氧化形成赤铁矿相,烧结样品物理性能要优于在氮气条件下烧结的样品,其抗压强度和吸水率为310 MPa和3.7%;而在氮气条件下烧结时,Fe2+形成铁铝尖晶石和铁辉石,烧结样品中形成的气孔大小和数量要大于和多于空气条件下的样品,这是导致其力学性能较差的一个主要原因.铁元素赋存晶相转变的氧分压临界范围为0.5%~0.75%:当分压低于0.5%时,可以获得以铁铝尖晶石和铁辉石为主的黑色或褐色陶瓷样品;当氧分压超过0.75%时,Fe2+开始发生氧化并形成Fe3+,逐渐形成赤铁矿并带来样品颜色为褐黄色或褐红色.增加烧结环境中氧气分压量是减少钢渣陶瓷产品黑心的一个重要手段.     

晶化时间对钢渣微晶玻璃结构和性能的影响

以熔融热态钢渣为起始原料,在高温状态下加入质量比为1.0∶1.5的石英砂对钢渣进行调质,得到的钢渣玻璃熔体采用熔融法制备微晶玻璃.利用差热分析(DTA)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜/能谱仪(SEM/EDS)研究晶化时间对微晶玻璃析晶和性能的影响.结果表明:微晶玻璃的主晶相为透辉石[(Mg6Al2Fe2)Ca(Si1.5Al5)O2],晶体形貌为块状,直径约为10~20μm,分布均匀.随着晶化时间的增加,样品的密度、显微硬度、耐腐蚀性呈逐渐增强的变化趋势.经700℃核化2h,900℃晶化5h后的微晶玻璃综合性能较好.     

Ba4.5La9(Ti1-ySny)18O54微波介质陶瓷的制备与表征

采用传统固相烧结工艺,制备了Ba4.5La9(Ti1-ySny)18O54陶瓷.研究了不同SnO2添加量对烧结体性能、晶相组成以及晶粒形貌的影响.结果表明:加入SnO2后,烧结体均能在1300～1450℃内烧结致密,随SnO2加入量的增多,烧结体介电常数线性下降,品质因数(Q·f)提高;在SnO2加入量为0.1mol时,获得较优性能,εr＝106.74,Q·f＝2354.22GHz(测试频率为2～4GHz);烧结体的主晶相为类钙钛矿型钨青铜结构固溶体,不随SnO2添加量变化.扫描电镜(SEM)分析表明,SnO2的加入能够抑制晶粒的生长,当加入量为0.1mol时,生成了少量富Sn方形颗粒,柱状晶粒尺寸显著减小.     

稀土Sm_2O_3对WCoB-TiC复相陶瓷组织的影响

以WC、TiB2、Co粉末为基本原料,添加稀土Sm2O3为抑制剂,采用真空液相反应烧结技术制备WCoBTiC复相陶瓷材料,利用XRD、SEM和EDS对其微观形貌和相组成进行表征。结果表明,添加一定量稀土Sm2O3后,WCoB-TiC复相陶瓷晶粒细小且分布均匀,晶粒的长大得到抑制;随着稀土Sm2O3的过量加入,复相陶瓷中有棒状晶粒出现,晶粒有粗化的趋势。在1400℃下烧结时,当Sm2O3添加量为0.3%时,制成的WCoB-TiC复相陶瓷材料密度达到10.01g/cm3,硬度HRA达到91。     

无铅压电陶瓷的制备与性质

基于对人类环境的保护和发展环境友好材料与电子产品的要求,近年来开展了无铅压电陶瓷的研究与开发.文中在目前无铅压电陶瓷研究的基础上,进行了Ta、Li固溶改性铌酸钾钠无铅压电陶瓷(LNKNT)的制备和性质的研究.根据XRD分析,当Ta组分(x)为10%～20%时,LNKNT陶瓷室温相为单斜晶系钙钛矿相;当x=17%和20%时,形成完全固溶体,在单斜晶相-四方晶相相变温度附近出现单斜晶相与四方晶相共存的情形.文中还讨论了Ta组分对材料介电常数温度特性、压电性质的影响.当x=17%时,LNKNT陶瓷的压电常数、平面机电耦合系数和介电常数分别为235pC/N、0.49和1293.5.该陶瓷材料已经达到工业应用的要求,目前已被尝试应用于制造压电蜂鸣器.     

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％。     

(1-x)Bi_(0.5)(Na_(0.8)K_(0.2))_(0.5)TiO_3-xNaSbO_3无铅压电陶瓷微结构与电学性能研究

采用传统压电陶瓷工艺制备了(1-x)B i0.5(Na0.8K0.2)0.5TiO3-xNaSbO3无铅压电陶瓷,利用XRD、SEM等测试技术表征了陶瓷的晶相结构和表面形貌,利用一些电学仪器测试了其介电和压电性能.结果表明,该体系陶瓷具有单相钙钛矿结构,适量的NaSbO3掺杂可以提高该陶瓷的致密性.在室温下,当掺杂量为0.5%时,该体系表现出较好的压电性能:压电常数d33和机电耦合系数kp分别达到107pC/N和0.209;当掺杂量为0.7%时,εr和tanδ分别为1 551和0.05.     

利用铬渣制备微晶玻璃的研究

以铬渣为主要原料采用熔融法制备了性能良好的微晶玻璃．运用XRD研究了材料的晶相组成,采用二苯碳酰二胼分光光度法测定了样品中残留Cr^6＋的含量．结果表明,当铬渣质量分数为40％和45％时,微晶玻璃中主晶相为镁铬尖晶石（MgCr2O4）、透辉石（CaMg（SiO3）2）和普通辉石（Ca（Mg,Fe）Si2O6）;当铬渣质量分数增加到50％时,主晶相为黄长石类晶体;铬渣质量分数不超过50％时,微晶玻璃中残留Cr^6＋ 含量为0～0．4mg／L,低于0．5mg／L的国家排放标准．     

MnO2掺杂的KNN基无铅压电陶瓷的制备及性能

采用传统的固相反应法制备了(1-x)(Na0.65K0.35)0.94Li0.06NbO3-xmol%MnO2无铅压电陶瓷,研究了Mn的掺杂对陶瓷压电和介电性能的影响.实验结果表明,所有的样品都显示出四方相钙钛矿结构.材料的平均晶粒尺寸随着MnO2掺杂量的增加逐渐变大.MnO2的添加使样品的压电常数d33、平面机电耦合系数kp、机械品质因数Qm、介电损耗tanδ和相对密度均得到明显改善.当MnO2的掺杂量为0.50mol%的时候,样品的性能达到最佳:d33=144pC/N,kp=42%,tanδ=2.4%,Qm=168.以上数据表明,该陶瓷材料是一种极具应用潜力的无铅压电陶瓷材料.     

高炉渣含量与热处理制度对矿渣微晶玻璃性能的影响

运用DTA、XRD和SEM等现代分析技术对CaO(MgO)-Al2O3-SiO2系矿渣微晶玻璃的核化晶化温度、物相组成和显微结构进行了分析,探讨了高炉渣引入量和热处理制度的影响.试验结果表明,当高炉渣引入量为45%时,主晶相为硅灰石(CaSiO3)和透辉石(CaMg(SiO3)2),材料结构均匀致密,性能良好.本文适宜的热处理工艺参数为退火温度670 ℃;核化温度850 ℃,晶化温度970 ℃,各保温1 h.