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采用冶金钢渣制备多孔陶瓷及其性能

材料科学与工程学报 2022年第2期40卷 277-283,327页

作者：黄子宸吴其胜江铭苗晨江苏大学材料科学与工程学院江苏镇江212013 盐城工学院材料科学与工程学院江苏盐城224051

为了提高钢渣的资源化利用率,以钢渣和偏高岭土为原料,十二烷基硫酸钠为发泡剂,高铝水泥为粘结剂,采用直接发泡法制备多孔陶瓷;研究了钢渣与偏高岭土的掺比、烧结温度和发泡剂的掺量对多孔陶瓷性能的影响。结果表明,随着钢渣掺比的增加... 详细信息

为了提高钢渣的资源化利用率,以钢渣和偏高岭土为原料,十二烷基硫酸钠为发泡剂,高铝水泥为粘结剂,采用直接发泡法制备多孔陶瓷;研究了钢渣与偏高岭土的掺比、烧结温度和发泡剂的掺量对多孔陶瓷性能的影响。结果表明,随着钢渣掺比的增加,多孔陶瓷的主晶相从钙长石相(Anorthite)向钙铝黄长石相(Gehlenite)转变,并随钢渣掺比的增加,多孔陶瓷的收缩率增大;多孔陶瓷的体积密度、气孔率与强度及烧结温度成正相关,与发泡剂的加入量呈负相关。当钢渣与偏高岭土的掺比为4∶6,浆料的固含量为60%,发泡剂的掺量为0.08%,经1190℃烧结2 h所制得的多孔陶瓷主晶相为钙长石相(Anorthite),体积密度达到446.6 kg/m^(3)、抗压强度达0.5 MPa。

关键词：多孔陶瓷钢渣表面活性剂十二烷基硫酸钠钙长石

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青釉制备及其影响因素的研究

中国陶瓷 2023年第8期59卷 82-91页

作者：秦涛罗志安吴华鑫顾华志黎耀南武汉科技大学省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室武汉430081 中国一冶集团冶金建设分公司技术研发中心武汉430081

以钠长石、偏高岭土、方解石、石英粉为釉用原料,氧化铁为着色剂,在高岭土坯体上采用热化学反应法成功制备了青瓷乳浊釉面。研究了Si/Al比、RO/R_(2)O比、Fe_(2)O_(3)加入量、烧结温度对青瓷釉面以及釉面/坯体结构的影响。利用XRD、SEM... 详细信息

以钠长石、偏高岭土、方解石、石英粉为釉用原料,氧化铁为着色剂,在高岭土坯体上采用热化学反应法成功制备了青瓷乳浊釉面。研究了Si/Al比、RO/R_(2)O比、Fe_(2)O_(3)加入量、烧结温度对青瓷釉面以及釉面/坯体结构的影响。利用XRD、SEM、EDS、光学显微镜对所制备的青瓷釉面物相组成与显微结构进行了表征。结果表明,当Si/Al比为9.136~10.456、RO/R_(2)O比为5时,烧结温度1320℃,保温3 h时可制备出光滑无裂纹、具有乳浊性能的青瓷釉面。当Fe_(2)O_(3)的加入量为1.0%~1.5%(wt)时,青瓷釉面呈粉青色,随着Fe_(2)O_(3)的加入量增加到2.5%~3.5%(wt)时,青瓷釉面逐渐变成豆青色。坯体中的Al3+扩渗到釉层中形成钙长石晶须,使青瓷釉面具有乳浊性能。

关键词：青瓷釉面热化学反应钙长石晶须乳浊性能

From anorthite to vesuvianite： an excursion through the minerals first discovered in Italy

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Episodes 2003年第3期26卷 256-258页

作者： GiovanniFerraris MarcoCiriotti DipartimentodiScienzeMineralogicheePetrologiche Universit~diTorinoandIstitutodiGeoscienzeeGeorisorseCNR-ViaValpergaCaluso35.10125TorinoItaly

With regard to the number of mineral species first dis-covered in a particular country, Italy ranks fourth, being preceded only by USA, Russia and Germany. Important rock-forming minerals like analcime, anorthite, anortho-clase, antigorite, celadonite, diopside, dolomite,forsterite, humite, leucite, lime, lizardite, magnesiochlo-ritoid, magnesite, nepheline, and sepiolite are among the 240 species first discovered in Italy. Other significant first Italian findings are some important index mineralsof the UHP metamorphism (ellenbergerite, phosphoel-lenbergerite, magnesiodumortierite, and magnesiostau-rolite; second occurrence of coesite) which were discov-ered in the well-known and first reported UHP outcrop of the Dora-Màira massif Italy is also the native land of about 30 zeolites and of the two most abundant modern species: balangeroite and carlosturanite, which are rock-forming asbestos-like minerals of serpentinites in the western Alps.

关键词：钙长石火山石意大利漂移矿物发现

CaO-Al2O3-SiO2系轻质耐火材料的胶凝成型与制备研究

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CaO-Al2O3-SiO2系轻质耐火材料的胶凝成型与制备研究

作者：杨思捷安徽工业大学

学位级别：硕士

轻质耐火材料是用于高温工业保温隔热不可或缺的材料,该材料的创新发展符合国家高效节能大方向。本文以Ca O-AlO-SiO系作为研究对象,探索性研究了两种成型工艺制备轻质耐火材料:(1)海藻酸钠(Na-alg)胶凝体系;(2)四甲基氢氧化铵(TMAH)激... 详细信息

轻质耐火材料是用于高温工业保温隔热不可或缺的材料,该材料的创新发展符合国家高效节能大方向。本文以Ca O-AlO-SiO系作为研究对象,探索性研究了两种成型工艺制备轻质耐火材料:(1)海藻酸钠(Na-alg)胶凝体系;(2)四甲基氢氧化铵(TMAH)激发的地聚物胶凝体系。本文利用浆料粘度的变化研究不同固含量及其胶凝坯体的凝固规律;X射线衍射仪(XRD)分析了固化坯体和烧结体的物相组分;利用红外光谱(FTIR)研究了凝胶的固化机理和烧结体内的化学结构;利用扫描电镜(SEM)观察了样品的宏观形貌和微观结构;最后测试了样品的烧失率、收缩率、体积密度、孔隙率和导热系数,得到以下结论:(1)研究了以海藻酸钠为胶凝体系制备钙长石轻质耐火材料。对浆料粘度的实验确定了适宜的固含量为50 wt.%;并确定了胶凝结合体系中的海藻酸钠(Na-alg)和葡萄糖酸内酯(GDL)配合比分别为0.6 wt.%、0.015 g/m L。GDL的水解可缓慢降低浆料的p H,促使了海藻酸钠与Ca的结合,形成了具有较高强度的凝胶浇注坯体。坯体通过冷冻干燥后,在焙烧温度1300℃下获得了性能较好的钙长石轻质耐火材料:体积密度为0.745 g/cm、孔隙率为68.02%、导热系数为0.1604 W/(m·K)。(2)研究了基于TMAH激发的地聚物胶凝体系制备钙长石轻质耐火材料。对浆料粘度的实验结合对坯体/烧结体各类参数的分析确定了适宜的固含量为55 wt.%;并确定了胶凝结合体系中的碱性激发剂(TMAH)和发泡剂(十二烷基苯磺酸钠)配合比分别为8.0 wt.%、6.0 wt.%。由于TMAH不含金属阳离子,原料内也仅有极性较弱的Ca,故搅拌阶段浆料仅能生成结构单元数较低的C-A-S-H凝胶,浆料粘度相对较低,而当发泡剂(十二烷基苯磺酸钠)携带钠离子置入浆料后,大部分C-A-S-H凝胶开始转化成聚合度更高的N-A-S-H凝胶,浆料粘度大幅上升且在40°C干燥处理后可获得具有较高强度的凝胶浇注坯体,坯体在焙烧温度1300°C下获得了性能较好的钙长石轻质耐火材料:体积密度为0.697 g/cm、孔隙率为71.55%、导热系数为0.1273W/(m·K)。(3)基于地聚物胶凝体系的相关参数,研究了添加Mg O和替换相应质量分数的高炉矿渣对制备钙长石轻质耐火材料的影响。对浆料粘度的实验结合对坯体/烧结体各类参数的分析确定了适宜的Mg O含量和高炉矿渣替换量分别为3.0 wt.%、37.11wt.%。Mg O的存在会使浆料生成具备膨胀特性的Mg(OH)晶体和M-S-H凝胶,这会使坯体和焙烧温度在1200°C及以下的焙烧体的收缩率大幅下降。实验在高炉矿渣替换量为37.11 wt.%、焙烧温度为1200°C的条件下获得了性能较好的钙长石-钙镁黄长石复相轻质耐火材料:体积密度为0.602 g/cm、孔隙率为75.43%、导热系数为0.1206W/(m·K)。(4)基于地聚物胶凝体系的相关参数,研究了通过提高莫来石设计含量制备钙长石-莫来石复相轻质耐火材料。对浆料粘度的实验结合对坯体/烧结体XRD和FTIR的分析表明:当莫来石设计含量不超过60 wt.%时,Ca O含量相对于C-A-S-H凝胶较为饱和,莫来石设计含量的增加有益于浆料粘度的上升和坯体的固化,坯体在焙烧温度1400°C下的主晶相为钙长石;当莫来石设计含量达到80 wt.%后,较低的Ca O含量直接导致浆料的粘度大幅下降、干燥后坯体的成型能力明显变弱,甚至在莫来石设计含量为100 wt.%时无法固化,此时坯体在焙烧温度1400°C下的主晶相为莫来石。

关键词：轻质耐火材料钙长石海藻酸钠 TMAH 高炉矿渣莫来石

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含铬不锈钢渣一步法制备微晶玻璃实验研究

含铬不锈钢渣一步法制备微晶玻璃实验研究

作者：郭育良贵州大学

学位级别：硕士

铬铁矿是生产不锈钢的重要原料。作为世界上最大的不锈钢生产国,中国的铬矿资源不足且分布不均,未来将高度依赖进口。随着不锈钢行业的扩张,中国对铬资源有着巨大的需求。不锈钢行业产生的废弃物中铬资源具有利用价值,而且含铬废物堆放... 详细信息

铬铁矿是生产不锈钢的重要原料。作为世界上最大的不锈钢生产国,中国的铬矿资源不足且分布不均,未来将高度依赖进口。随着不锈钢行业的扩张,中国对铬资源有着巨大的需求。不锈钢行业产生的废弃物中铬资源具有利用价值,而且含铬废物堆放过程中产生的有毒有害物质将对环境、动植物和人类健康产生重大影响。不锈钢废料中铬资源的有效回收不仅保护了环境,而且减少了资源的浪费。微晶玻璃因为具有解毒效果好,附加价值高等特性是目前的研究热点。将晶化与核化一步完成的一步法比传统两步法节省了工艺步骤,一定程度上减少了能源消耗。为了有效利用含铬不锈钢渣,优化生产工艺,本论文根据含铬不锈钢渣组分,考虑材料的固铬性能,设计了钙长石:透辉石=1:1的组分并进行了如下研究。通过热力学软件FactSage 7.2对该组分进行了等温投影平衡面的计算以及生成相含量计算,得出该组分的可靠性以及预测在熔融过程中可能发生的反应。为研究铬含量和其他添加剂对该组分的影响,同时还计算了这部分物质添加后体系的生成相含量。计算结果表明,该组分可以同时生成透辉石相和钙长石相,且体系更倾向于生成钙长石相。含铬相优先富集于尖晶石相中,多余的Cr则会以CrO的形式存在于体系中。在热力学软件计算结果的基础上,使用纯物质模拟含铬不锈钢渣组分制备了微晶玻璃以研究材料的最佳热处理制度。通过改变组分中的铬含量,观察X射线衍射测试和扫描电镜的结果,该部分实验还研究了铬含量对析晶产生的影响。实验研究得出母相玻璃的最佳热处理制度为1090℃保温4h。铬含量的增加使得材料的主析晶峰强度有所下降,微观结构也表明随着铬含量的增加材料的晶粒逐渐变小。在硬度性能测试中,最佳硬度条件为热处理温度为1090℃,保温4h时,硬度为1447.1。在前述实验的基础上,以实际不锈钢渣为主要原料,研究了实际电炉渣一步法制备微晶玻璃的过程中,助熔剂、铬含量和晶核剂对材料析晶性能、固铬性能和物理性能的影响。对制备的材料进行了铬浸出实验,结果表明配置后的钢渣均未检出含铬相,本工艺达到了对不锈钢渣解毒的目的。

关键词：含铬固废不锈钢渣钙长石透辉石热力学计算

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电解锰渣陶粒共烧结温度影响机理研究

材料导报 2022年第11期36卷 85-90页

作者：叶东东徐子芳赵怡梵俞欣欣傅宇豪安徽理工大学材料科学与工程学院安徽淮南232001

基于探究电解锰渣制备陶粒最佳资源化处置途径,关注烧结温度对陶粒制备工艺的影响因素水平。以电解锰渣(EMR)、粉煤灰(CFA)、珍珠岩(P)为原料,采用不同共烧结温度制备陶粒,探究共烧结温度对陶粒物理性能的影响。通过XRD、SEM-EDS、TG-DT... 详细信息

基于探究电解锰渣制备陶粒最佳资源化处置途径,关注烧结温度对陶粒制备工艺的影响因素水平。以电解锰渣(EMR)、粉煤灰(CFA)、珍珠岩(P)为原料,采用不同共烧结温度制备陶粒,探究共烧结温度对陶粒物理性能的影响。通过XRD、SEM-EDS、TG-DTG-DSC技术手段表征陶粒物相组成、微观结构及元素分布、物相转变,分析共烧结温度对陶粒性能的关键作用机理。结果表明,共烧结温度升高对筒压强度具有增效,对1 h吸水率、软化系数、球形系数具有减效,最佳共烧结温度为1160℃。分析显示:EMR中二水石膏在共烧结过程中发生分解与排气,产生CaO。硅灰石和钙铝黄长石发生晶型转变产生钙长石,提高了陶粒的强度,且钙长石的含量与共烧结温度和筒压强度成正比。在共烧结过程中,“过烧”出现的液相包覆晶体会提高陶粒强度,但陶粒球体变形却导致真气孔率有所下降。共烧结陶粒通过形成锰钙辉石来实现Mn的固化,陶粒浸出毒性固化率为99.92%,且无放射性。因此,利用EMR制备陶粒是安全可靠的。

关键词：电解锰渣共烧结温度陶粒 Mn固化钙长石

白光LED用Ca_(0.955)Al_2Si_(2-x)Ti_xO_8:Eu^(2+)荧光粉的晶体结构和光谱特性研究

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稀有金属 2013年第4期37卷 598-604页

作者：王飞田一光张乔安徽三联学院实验中心安徽合肥230601 温州大学化学与材料工程学院浙江温州325035

通过高温固相法在弱还原气氛下合成Ca0.955Al2Si2-xTixO8∶Eu2+(x=0～1.0)系列试样荧光粉,系统研究了Ti4+置换Si4+对其晶体结构和光谱特性的影响。Ti4+以类质同相替代CaAl2Si2O8晶格中的Si4+形成连续固溶体,随着Ti4+置换量的增加,晶胞参... 详细信息

通过高温固相法在弱还原气氛下合成Ca0.955Al2Si2-xTixO8∶Eu2+(x=0～1.0)系列试样荧光粉,系统研究了Ti4+置换Si4+对其晶体结构和光谱特性的影响。Ti4+以类质同相替代CaAl2Si2O8晶格中的Si4+形成连续固溶体,随着Ti4+置换量的增加,晶胞参数a,b,c,γ和晶胞体积V都呈线性递增,晶面夹角α和β均呈线性递减。Ti4+置换Si4+对晶胞参数c的影响最显著,b其次,a最小。荧光激发谱为宽带,位于225～400 nm,可由280,322,353和382 nm 4个峰拟合而成,表观峰值位于351 nm;随着Ti4+置换量的增加,半高宽从115 nm减小到91 nm。发射光谱位于375～600 nm,表观峰值位于426 nm,可由428和458 nm两峰拟合而成并且随Ti4+置换量增加线性红移,Ti4+进入晶格对较长波长发射中心影响较大;Ti4+置换量为1.0 mol时,表观发射峰位从426 nm线性红移至430 nm,半高宽由66 nm增加至80 nm。随着Ti4+置换量Si4+进入基质晶格,造成Eu-O距离变小,使得Eu2+所处的晶体场强度增强,发光中心Eu2+的5d能级分裂增大,造成Eu2+最低发射能级重心下移,两拟合谱峰峰位均呈线性红移。

关键词：硅酸盐钙长石钛置换 Eu2+

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燃煤固体产物中含钙矿物的迁移与多相反应

中国电机工程学报 2005年第11期25卷 72-78页

作者：刘豪邱建荣熊全军孔凡海张小平王泉海肖贤云华中科技大学煤燃烧国家重点实验室湖北省武汉市430074

燃煤灰渣中含钙矿物的组成和多相反应与灰渣活性密切相关。该文对SBF试验台上煤粉与添加剂混烧后的灰样进行XRD分析,并采用F*A*C*T软件包对煤和添加剂组成的多组分系统进行热力学计算,探讨了不同条件下灰渣中含钙矿物的组成特性。结果表... 详细信息

燃煤灰渣中含钙矿物的组成和多相反应与灰渣活性密切相关。该文对SBF试验台上煤粉与添加剂混烧后的灰样进行XRD分析,并采用F*A*C*T软件包对煤和添加剂组成的多组分系统进行热力学计算,探讨了不同条件下灰渣中含钙矿物的组成特性。结果表明,燃煤灰渣中含钙矿物主要参与固相反应和固硫反应,固相反应生成的含钙矿物主要包括CaO-SiO2、CaO-Al2O3、CaO-Fe2O3以及CaO-SiO2-Al2O3类矿物。随着CaO含量的增加,灰渣中生成的最主要矿物从莫来石→钙长石→钙黄长石→硅酸二钙过渡。在CaSO4稳定存在的温度范围内,固硫反应比固相反应更易进行;随着温度的升高,CaSO4发生分解或者进一步反应生成硫铝酸钙或硫硅酸钙从而使得钙向硅酸盐矿物迁移。

关键词：含钙矿物多相反应迁移 CaSO4 产物固体燃煤固相反应反应生成 XRD分析热力学计算硅酸盐矿物组成特性固硫反应硅酸二钙温度范围硫铝酸钙煤灰渣添加剂试验台分系统软件包 CaO 黄长石钙长石莫来石反应比

玻璃组成对CaO-Al_2O_3-SiO_2系玻璃烧结、晶化和性能的影响

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中南大学学报（自然科学版） 2009年第5期40卷 1270-1275页

作者：陈国华唐林江职利成钧刘心宇桂林电子科技大学信息材料科学与工程系广西桂林541004

采用烧结法制备以钙长石为主晶相的微晶玻璃。采用差热分析(DTA)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和性能测试研究玻璃组成对玻璃的烧结、晶化特性和性能的影响。结果表明:随着CaO含量的增加,玻璃转变温度和析晶放热峰温度逐渐降低,而且... 详细信息

采用烧结法制备以钙长石为主晶相的微晶玻璃。采用差热分析(DTA)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和性能测试研究玻璃组成对玻璃的烧结、晶化特性和性能的影响。结果表明:随着CaO含量的增加,玻璃转变温度和析晶放热峰温度逐渐降低,而且析晶放热峰变得尖锐;增加氧化钙降低玻璃的析晶活化能,有利于玻璃的析晶;随着SiO2量的增加,玻璃转变温度和析晶放热峰温度移向高温,使玻璃的析晶困难;玻璃样品的烧结温度随CaO含量的增加而降低,但过多的CaO促进硅酸钙的析出,增加样品的介电常数和热膨胀系数;增加SiO2能够降低微晶玻璃样品的热膨胀系数,改善其介电性能;所制备的微晶玻璃具有相对密度高(≥98.3%),介电常数适中(6.9～7.5),介电损耗低(≤0.1%),热膨胀系数低(3.8×106～4.5×106/℃),烧结温度(900～1000℃)低,及介电常数温度稳定性低(66×106～113×106/℃)。

关键词：玻璃组成钙长石微晶玻璃晶化