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包钢高炉渣微晶玻璃的析晶动力学及显微结构分析

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材料热处理学报 2014年第1期35卷 88-93页

作者：王艺慈于文武张建良罗果萍姜祺北京科技大学冶金与生态工程学院北京100083 内蒙古科技大学材料与冶金学院内蒙古包头014010

以包钢高炉渣为主要原料,采用熔融法制备CaO-MgO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃,分别研究了添加Cr2O3和Fe2O3作为晶核剂时基础玻璃的析晶动力学,采用差热分析方法(DTA)对玻璃的稳定性进行了分析,采用扫描电镜(SEM)对热处理后试样的微观形貌进行... 详细信息

以包钢高炉渣为主要原料,采用熔融法制备CaO-MgO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃,分别研究了添加Cr2O3和Fe2O3作为晶核剂时基础玻璃的析晶动力学,采用差热分析方法(DTA)对玻璃的稳定性进行了分析,采用扫描电镜(SEM)对热处理后试样的微观形貌进行了观察分析,借助Ozawa和Kissinger方程计算了玻璃的析晶活化能E,借助Augis-Bennett方程计算了晶体生长指数n,对比了添加Cr2O3和Fe2O3为晶核剂时玻璃体系的析晶活化能和晶化指数,并确定了各自的晶化机理。结果表明:添加Cr2O3为晶核剂时,玻璃稳定性较差,析晶活化能较低,晶体生长指数较高,更容易促进玻璃的析晶;添加Cr2O3为晶核剂时,析晶机制为体积析晶;而添加Fe2O3为晶核剂时,析晶机制为表面析晶。研究结果为包钢高炉渣制备微晶玻璃适当种类的晶核剂的选择提供了理论依据。

关键词： Cr2O3 Fe2O3 晶核剂析晶活化能晶体生长指数

Cr_2O_3、TiO_2对高炉渣制备微晶玻璃晶化方式的影响

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硅酸盐通报 2017年第11期36卷 3835-3840页

作者：朱燕玉王艺慈张恒罗果萍霍晓更包头钢铁职业技术学院冶金化工系包头014010 内蒙古科技大学材料与冶金学院包头014010

以包钢高炉渣为主要原料,采用熔融法制备CaO-SiO_2-MgO-Al_2O_3系微晶玻璃,主要通过差热分析方法,并借助于Augis-Bennett方程和Ozawa方程研究了分别添加2%Cr_2O_3和8%TiO_2作晶核剂时基础玻璃的晶化方式。研究结果表明:添加2%Cr_2O_3作... 详细信息

以包钢高炉渣为主要原料,采用熔融法制备CaO-SiO_2-MgO-Al_2O_3系微晶玻璃,主要通过差热分析方法,并借助于Augis-Bennett方程和Ozawa方程研究了分别添加2%Cr_2O_3和8%TiO_2作晶核剂时基础玻璃的晶化方式。研究结果表明:添加2%Cr_2O_3作晶核剂时,晶体生长指数均可实现大于3,晶化方式为整体晶化;而添加8%TiO_2作晶核剂时,晶体生长指数均不可能大于3,晶化方式为表面晶化。因此,Cr_2O_3是高炉渣制备透辉石类微晶玻璃适宜的晶核剂成分,可单独用作晶核剂,而TiO_2无法使基础玻璃整体晶化,不能单独用作晶核剂。研究结果为利用高炉渣成功研制开发透辉石类微晶玻璃在晶核剂种类选择确定方面提供了理论指导。

关键词：晶核剂 Cr2O3 TiO2 微晶玻璃晶体生长指数

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高炉渣微晶玻璃体系中的析晶行为

材料与冶金学报 2018年第1期17卷 20-25,31页

作者：边冲冲雷雪飞吴自翔潘鹏飞王昱博东北大学冶金学院沈阳110819 东北大学秦皇岛分校资源与材料学院河北秦皇岛066004

本文以CaO、MgO、Al_2O_3和SiO_2四种氧化物为主要原料,辅以Cr_2O_3、CaF_2和Fe_2O_3为复合晶核剂,B_2O_3为助熔剂,通过高温熔融工艺制备微晶玻璃.系统地研究了四种主要原料的配比对微晶玻璃析晶行为、微观结构、晶相组成及理化性能的影... 详细信息

本文以CaO、MgO、Al_2O_3和SiO_2四种氧化物为主要原料,辅以Cr_2O_3、CaF_2和Fe_2O_3为复合晶核剂,B_2O_3为助熔剂,通过高温熔融工艺制备微晶玻璃.系统地研究了四种主要原料的配比对微晶玻璃析晶行为、微观结构、晶相组成及理化性能的影响.通过DTA对基础玻璃的析晶动力学进行分析;通过SEM和XRD对微晶玻璃的微观结构和晶相组成进行分析;通过测定抗折强度、密度及抗酸碱性腐蚀对微晶玻璃的理化性能进行评价.本文创新性地以晶体平均生长指数作为正交试验的研究指标,研究表明:最优的原料配比质量分数为CaO:32%,MgO:13%,Al_2O_3:8%,SiO_2:47%,按此比例混合原料制得的试样经XRD分析得知其结晶相为单一的铝透辉石,衍射峰相比较于其他试样较强,结晶度较高;以此配比制得微晶玻璃制品其晶体平均生长指数高达2.91;最优配比制得的试样抗折强度为147.4MPa,体积密度为3.03g/cm^3,耐酸碱性腐蚀的质量损失率分别为0.37%和0.047%,各项理化性能在各组试样的比较中均处于最优水平.

关键词：高炉渣微晶玻璃析晶动力学抗折强度耐酸碱腐蚀晶体生长指数

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高炉渣微晶玻璃体系中析晶行为的研究

高炉渣微晶玻璃体系中析晶行为的研究

作者：边冲冲东北大学

学位级别：硕士

微晶玻璃作为一种新型无机多晶固体材料,由于其良好的热稳定性、耐磨性、韧性以及高机械强度,在机械制造、建筑、医学,电子技术及航天领域具有广阔的应用前景。高炉渣是钢铁冶炼生产过程中的一种副产品,目前大部分利用高炉渣方法水平较... 详细信息

微晶玻璃作为一种新型无机多晶固体材料,由于其良好的热稳定性、耐磨性、韧性以及高机械强度,在机械制造、建筑、医学,电子技术及航天领域具有广阔的应用前景。高炉渣是钢铁冶炼生产过程中的一种副产品,目前大部分利用高炉渣方法水平较低,未被充分利用的高炉渣会以闲置堆积方式处理,在占用土地的同时,还会带来一定的环境问题。本文利用高炉渣来制备微晶玻璃,一方面可以扩宽高炉渣利用途径,另一方面也能缓解环境压力。论文得到以下主要结论:(1)以CaO、MgO、A1203和SiO2四种纯试剂作为主要原来料模拟合成高炉渣,利用L9(34)正交试验系统研究了四种主要原料的配比比例对微晶玻璃的析晶行为、微观结构、晶相组成及理化性能的影响。通过DTA差热分析来研究基础玻璃的析晶动力学;通过SEM和XRD对微晶玻璃的微观形貌和晶相组成进行分析;通过测定抗折强度、密度、抗酸碱性腐蚀及吸水率对其理化性能进行评价。以晶体平均生长指数作为正交试验的研究指标,研究表明:原料配比质量分数为CaO:32%;MgO:13%;A1203:8%;SiO2:47%时,制得微晶玻璃制品的晶体平均生长指数为2.46;XRD分析表明其结晶相为铝透辉石Ca(Mg,Al)(Si,Al)O6;抗折强度为147.4 MPa,体积密度为***-3,耐酸碱性腐蚀的质量损失率分别为0.37%和0.081%,吸水率为0.123%,各项理化性能在各组试样的比较中均处于最优水平。(2)根据得出的基础玻璃最优组分配比,选用高炉渣来制备微晶玻璃,并探究其制备过程中热处理制度对微晶玻璃微观形貌、晶相组成和各项理化性能的影响。研究表明:高炉渣基础玻璃的晶体平均生长指数为2.20;在高炉渣微晶玻璃的制备过程中最佳热处理制度为在790℃核化90 min后,以4℃/min的升温速率升温至900℃再晶化90 min。按照此热处理制度制得试样的抗折强度为121 MPa、密度为2.56g·cm-3、耐酸碱腐蚀的质量损失率分别为0.47%和0.109%。

关键词：高炉渣微晶玻璃析晶动力学晶体生长指数组分配比热处理制度

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玄武岩玻璃析晶性能的研究

玻璃 2020年第5期47卷 1-7页

作者：霍泳霖秦桂璐霍冀川张行泉郭宝刚张凯军西南科技大学环境友好能源材料国家重点实验室绵阳621010 西南科技大学材料科学与工程学院绵阳621010 西南科技大学分析测试中心绵阳621010

以玄武岩纤维生产企业常用的河北玄武岩作为实验材料,用偏光显微镜和X射线衍射(XRD)分析得到其主要矿物组成是斜长石和辉石,伴有铁质及玻璃质、少许石英和绿泥石。通过1450℃高温熔制快速冷却制成玄武岩玻璃,用差示扫描量热法(DSC)研究... 详细信息

以玄武岩纤维生产企业常用的河北玄武岩作为实验材料,用偏光显微镜和X射线衍射(XRD)分析得到其主要矿物组成是斜长石和辉石,伴有铁质及玻璃质、少许石英和绿泥石。通过1450℃高温熔制快速冷却制成玄武岩玻璃,用差示扫描量热法(DSC)研究其析晶动力学。得到玄武岩玻璃在890℃、1 100℃和1 190℃的析晶活化能(E)分别是165.23kJ/mol、352.21 kJ/mol和3 415.34 kJ/mol,主要晶化方式在890℃和1 100℃是体积晶化、1 190℃是表面晶化。对玄武岩玻璃分别在890℃、1100℃和1190℃进行晶化热处理,用XRD和扫描电镜(SEM)及能谱进行分析获得的主要析晶相有镁铁尖晶石相、斜长石相和辉石相,其形态有发育较好的板状微晶,球粒状雏晶、大小不等的粒状雏晶和骸晶及链状的串雏晶。研究结果可以为工业生产玄武岩纤维工艺条件的控制提供理论依据。

关键词：玄武岩玻璃析晶活化能晶体生长指数析晶动力学析晶相