矿渣微晶泡沫玻璃核化及晶化制度的优化

目的 利用高炉矿渣、粉煤灰和废玻璃为原材料制备矿渣微晶泡沫玻璃，在确定微晶泡沫玻璃配方范围的基础上，对制备微晶泡沫玻璃的核化和晶化工艺参数进行了优化，使之具有轻质高强的优良性能．方法 采用粉末烧成法工艺和正交试验优化设计的试验手段．结果 严格控制核化及晶化工艺参数对制备具有较高抗压强度的矿渣微晶泡沫玻璃是十分必要的。晶化温度对微晶泡沫玻璃抗压强度影响显著，晶化温度不宜过高，否则材料的抗压强度明显下降、结论 确定了热处理的优化条件：核化温度为740℃，核化时间为50min，晶化温度为910℃，晶化时间为40min、在优化条件下制备的矿渣微晶泡沫玻璃由泡径2～3mm的气孔、晶体和玻璃相组成，XRD显示主晶相为透辉石；表观密度946kg／m^3，抗压强度17．9MPa，吸水率为0．25％，可代替实心粘土砖作为墙体材料使用．     

钛矿渣-页岩烧结制品的工艺研究

测试分析钛矿渣和页岩的矿物组成、化学成分,把钛矿渣加入到页岩中制备烧结砖。研究钛矿渣与页岩的配比及其烧成制度对烧结制品抗压强度的影响,并利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜对烧结砖进行微观结构分析。通过正交实验确定了各因素对烧结砖抗压强度的影响程度由大到小顺序为:烧结温度﹥钛矿渣掺量﹥保温时间,烧结砖制备的最佳工艺条件:钛矿渣掺量为10%,烧结温度为1 100℃,保温时间为2h。钛矿渣-页岩烧结制品结构致密,并有大量长石类矿物相生成,使得制品抗压强度增强。     

(1-x)Ba(Mg1/3Ta2/3)O3-xBaTiO3复合微波介质陶瓷的合成

以传统电子陶瓷制备工艺合成了(1-x)Ba(Mg1/3Ta2/3)O3-xBaTiO3(0＜x＜11/12,简称BMTT)二元复合钙钛矿微波介质陶瓷.研究了不同BaTiO3(BT)掺入量对BMTT介电性能和结构的影响.实验结果表明Ti4+与Mg2+、Ta5+离子对构成类质同相代换,形成BMTT系列固溶体,与Ba(Mg1/3Ta2/3)O3(BMT)具有相同的晶体结构.当体系组成为0.5Ba(Mg1/3Ta2/3)O3-0.5BaTiO3时,在1 480℃下烧结且保温3 h所制备的陶瓷材料微波介电性能为εr=89,Q*f=12 700 GHZ,τf=190×10-6/℃ .     

Eu掺杂TiO_2纳米晶光致发光影响因素

为了寻找Ti O2∶Eu3+纳米晶的最佳制备工艺条件,采用溶胶-凝胶法制备了Ti O2∶Eu3+纳米晶,研究了Eu3+掺杂浓度、退火温度、Al3+的掺入等工艺参数对Ti O2∶Eu3+纳米晶发射光谱的影响.利用PL、PLE对样品进行了表征.结果表明用468 nm激发光源激发Ti O2∶Eu3+纳米晶时,样品显示出强红光发射,对应于Eu3+粒子的5D0→7F2超灵敏跃迁;且荧光强度随着Eu3+掺杂浓度和退火温度的升高先增强后减弱;700℃退火的样品红光发射强度达到最强,Eu3+的最佳掺杂浓度为0.8%mol;Al3+的掺入可以提高Eu3+的红光发射强度,采用钛酸正四丁脂∶异丙醇∶冰乙酸∶水=1∶4∶4∶2制备出的Ti O2:Eu3+纳米晶的红光发射光谱最强.     

复合稀土掺杂对β-Sialon陶瓷组织与力学性能影响

分别以Y2O3+Ce2O3,Y2O3+La2O3和Y2O3+Nd2O3复合稀土作为烧结助剂,采用无压烧结工艺制备β-Sialon陶瓷.通过对三组陶瓷试样的抗弯强度和断裂韧的测试,并结合扫描电镜(SEM)和XRD进行了分析,结果表明:烧结温度1 750℃、0.1MPa N2、保温1h的条件下,其中质量分数为52.64%α-Si3N4+9.4%AlN+31.96%Al2O3+3%Y2O3+3%La2O3的β-Sialon陶瓷,其抗弯强度、断裂韧性和相对密度最高分别为483.2MPa、5.3MPa·m1/2和94.12%,且其显微结构较均匀晶粒发育较完全.     

压裂气井防支撑剂回流技术研究

压裂气井支撑剂回流造成的危害极大.从优化压裂施工顶替液量、压裂液的破胶性、压后排液工艺措施以及树脂涂层支撑剂和纤维支撑剂的防回流技术等方面分析了各种防回流技术的原理及其工艺特征.对纤维支撑剂进行了室内混合性评价,分析了压裂液破胶性能和闭合压力对支撑剂稳定性的影响,为压裂防止支撑剂回流技术提供依据.     

稀土掺杂纳米材料的制备及研究

实验以聚乙二醇为络合剂,采用水热法制备了发光性能优越的稀土离子掺杂的Ba WO4纳米晶.研究了不同pH值、反应温度和时间对样品的影响,为确定最佳制备工艺.设计多组平行实验以观察发光特性的区别.并通过对平行实验结果的分析研究达到对掺杂方案、实验方法的最终确定,分析中运用X射线衍射仪、扫描电镜等对制备的样品形貌结构进行了表征,通过对样品结构进行分析来实现对发光效能的差异做出解释,并最终获得最优实验方案.当pH=9,晶化温度为200℃,晶化时间为12 h.Yb3+/Tm3+为7 1,Tm3+离子浓度为1.0 mol%时,样品的发光效果最佳.     

含钛高炉渣制备钛硅铝复合溶胶及其性能研究

以攀钢公司废弃的高炉含钛矿渣为原料,采用碱熔法,通过高温煅烧、溶解和离子交换等工序,制备了富含TiO2-SiO2-Al2O3的复合溶胶。研究了碱用量、煅烧温度、保温时间等工艺参数对溶胶性能的影响;应用紫外-可见分光光度计测定了复合溶胶的光催化性能。结果表明:在碱与矿渣比为0.96,1 100℃保温120 min的条件下可制备TiO2-SiO2-Al2O3复合溶胶。溶胶在pH值为2.0、甲基橙溶液的初始浓度为10 mg/L、光照时间为80 min时,溶胶对甲基橙的降解效率可达到98.4%。     

轻烧铝矾土对陶粒支撑剂烧结机理的影响

提出了利用轻烧铝矾土生料粉为主要原料制备高性能陶粒支撑剂的新工艺方法。利用X射线荧光分析、综合热分析、XRD和SEM等技术对生料粉轻烧前后矿物相组成和化学成分以及支撑剂产品微观形貌的变化进行了比较分析,探究轻烧铝矾土生料化学成分、矿物相和综合热效应的变化对陶粒支撑剂产品各项性能的影响规律。结果表明,利用轻烧铝矾土生料粉生产的产品69MPa下的破碎率为4%,相比减少了5.2%,符合国家和行业标准,烧结温度范围为1 480～1 550℃,质量稳定,生产过程较易控制。研究结果将为陶粒支撑剂行业新方向的发展提供一定的实践指导。     

基于均匀试验设计优化美拉德反应产物抑菌性能的研究

为制备抑菌活性较高的美拉德反应产物(MRPs),采用均匀试验设计法对MRPs制备工艺进行研究。在单因素试验基础上,以抑菌圈为指标,对初始pH值、反应温度、反应时间、底物物质的量比(糖∶氨基酸)4个因素,设计四因素七水平的均匀试验。结果表明,两种MRPs最佳工艺条件为:对酵母菌有最佳抑菌活性的组合是葡萄糖+精氨酸,反应条件是初始pH值为12,反应时间为210 min,反应温度为120℃、底物物质的量比为1∶3;对大肠杆菌有最佳抑菌活性的组合是果糖+赖氨酸,反应条件是初始pH值为10,反应时间为90 min,反应温度为120℃、底物物质的量比为3∶1。经验证,试验结果与优化的理论值相对误差较小,故采用均匀试验设计得到的最优MRPs制备条件准确可靠。     

太阳能热发电用堇青石-莫来石复相陶瓷的制备及抗热震性

以合成莫来石和合成堇青石为原料,采用常压烧结制备了太阳能热发电用堇青石-莫来石复相陶瓷。研究了质量比、烧结温度等对样品的吸水率、气孔率、体积密度、抗折强度及抗热震性等的影响。结果发现,最优配方是1 440℃烧结的A3样品,堇青石和莫来石质量比为7∶3,气孔率为0.30%,吸水率为0.12%,体积密度为2.487g/cm3,抗折强度达68.49MPa,抗热震循环(室温～1 100℃)30次无裂纹。通过XRD和SEM分析发现样品由低温堇青石、高温堇青石和莫来石组成。该复相陶瓷可作为潜在的太阳能输热管道材料。     

碱性铬溶胶原位交联剂制备

选用氯化铬和醋酸为主要原料,采用改变分散介质方法合成了一种溶胶型有机铬交联剂。通过与聚丙烯酰胺（HPAM）制备的调剖体系进行交联性能评价。结果表明,在n（Cr3+）/n（Ac-）=（1∶2.5）^1∶3.0,交联剂Cr3+质量浓度为197³28mg/L,pH为7⁹,与HPAM形成强度较高、稳定性较好的凝胶,且所制备铬溶胶原位交联剂在高矿化度、碱性溶液中具有良好的交联稳定性,适合油层深部原位交联,达到提高原油采收率目的。     

TiO2对高C3S熟料烧成的影响

通过外掺TiO₂来改善高C₃S熟料的烧成.配制7个生料样品,其潜在矿物组成均为w(C₃S)=75%、w(C₃A)=7%、w(C4AF)=18%,TiO₂掺量分别为0、05%、10%、15%、20%、25%、30%,在设定的高温下煅烧成熟料,通过化学分析、XRD、SEM/EDS等方法,研究了TiO₂对熟料易烧性、矿相形成、C₃S晶体形貌和熟料强度等的影响.结果表明,掺入少量TiO₂明显提高了熟料的易烧性;当TiO₂掺量小于2%时,f-CaO随TiO₂掺量的增加而显著降低;当TiO2掺量超过2%后,f-CaO随TiO₂掺量的变化不大;当TiO₂掺量达到3%时,在1 350和1 400 ℃温度煅烧的熟料中均发现了CaO·TiO₂新相;掺2%TiO2在1 400℃煅烧条件下的熟料,TiO₂在C₃S中的固溶量约1.7%;掺入适量的TiO₂,熟料中C₃S结晶比较完整、均匀,熟料强度较高.适当掺入TiO₂对改善高C₃S熟料的烧成和提高其强度都是有利的.     

利用印尼布敦岩沥青制备改性沥青

目的研究配料比、表面活性剂及反应时间、温度等因素对油分回收率的影响;测试改性沥青的结构,针入度、软化点及延度;分析SBS改性沥青、硅藻土改性沥青结构.方法以减压渣油作溶剂,提取印尼布敦岩沥青中油分;用提取的岩沥青油分制备改性沥青,通过红外光谱图、扫描电镜照片分析其结构.结果当布敦岩沥青与减压渣油的配料质量比为1∶1.5,表面活性剂w=0.5%,反应时间2 h,反应温度140℃时,油分回收率可高达90.1%;随改性剂SBS掺量的增大,改性沥青的针入度降低,软化点升高,延度有所改善;随硅藻土掺量的增大,改性沥青针入度大大降低,软化点升高,延度降低.当SBS掺量为1%~2%时,SBS改性沥青各项性能得到明显改善;当硅藻土掺量为12%~15%时,试验结果最佳.结论利用减压渣油提取布敦岩沥青中的油分,经过滤得到的渣油与油分的混合物,无需再做分离处理,即可进行改性实验.与常规方法相比,不仅提高了回收率,而且降低了生产成本;利用布敦岩沥青油分制备改性沥青,不但拓展了改性沥青的研制方法,而且提高了布敦岩沥青的使用价值..     

电解质掺杂Na2SO4对固体氧化物燃料电池性能的影响

以不同含量的Na2SO4掺杂YSZ（Y2O3稳定的ZrO2,Y2O3的摩尔分数为8％）为复合电解质,Co3O4为阳极催化剂,La0.7Sr0.3MnO3为阴极催化剂,组装固体氧化物燃料电池,以二氧化硫气体为燃料气,测试复合电解质材料电池的电化学性能.结果表明：以质量分数为25％的Na2SO4＋YSZ为复合电解质的电池在700℃时,获得最大开路电压372mV,功率密度7.87mW·cm-2.以不同含量的Na2SO4掺杂YSZ作为复合电解质时,电池的电流密度和功率密度的高低顺序均为：质量分数25％的Na2SO4＋YSZ＞质量分数16％的Na2SO4＋YSZ＞质量分数8％的Na2SO4＋YSZ＞质量分数50％的Na2SO4＋YSZ＞YSZ.     

纳米氧化锌的改性及其对NR胶料力学性能的影响

采用2种钛酸酯偶联剂用量体系(小用量和大用量)对纳米氧化锌进行表面改性,并用活化指数表征改性效果。考察了改性的纳米氧化锌在NR胶料中的力学性能随活化指数的变化规律。结果发现,在小用量时(钛酸酯质量分数1%~5%),随活化指数的提高,胶料的力学性能随之提高;在大用量时(钛酸酯质量分数在20%~60%),随活化指数的提高,胶料的力学性能随之降低。     

Fenton/微波工艺处理制药废水的影响因素

目的研究H2O2与Fe2＋的物质的量比、H2O2投加量、pH值、微波辐照功率和辐照时间对高质量浓度制药废水的处理的影响.方法以阜新某集团公司生产制药原料排出的废水为对象,将Fenton技术衍生,设计Fenton/微波工艺,进行静态试验.结果当H2O2与Fe2＋的物质的量比、H2O2投加量、pH值、微波辐照功率和辐照时间改变时,出水COD都有很大改变.当试验用水为100 mL的制药废水时,H2O2与Fe2＋的物质的量比50∶1,H2O2投加量为Qth,pH值为3,微波辐照功率为500 W,辐照时间为9 min时,COD去除率最大,可达到83.1%,出水COD在97.3~243.4 mg/L范围内.结论 Fenton/微波联合工艺作为一种Fenton技术衍生而来的工艺,虽不能使高质量浓度制药废水达到排放标准,但是可以氧化不易降解的有机物,降低后续工艺的处理难度.     

溴化钾晶体生长及性能研究

对KBr原料进行了纯化处理,采用提拉法生长KBr晶体,获得了合适的晶体生长工艺参数：熔液上方温度梯度-20℃/cm~-30℃/cm,下方温度梯度10℃/cm~15℃/cm,拉速1~4mm/h,转速5~20r/min。测量了KBr晶体的红外光谱,表明纯化后的多晶料能够有效去除杂质,有利于获得高透过、低吸收的晶体。TG-DSC表明KBr在720.9℃发生熔化。XRD表明KBr晶体属于立方晶系,Fm3m空间群。测试了KBr晶体透过光谱,透过率大于92％。     

表面机械研磨/异步轧制无取向硅钢薄带的渗硅行为

对w（Si）=3%无取向硅钢进行表面机械研磨处理（SMAT）和异步轧制（CSR）,获得表面纳米结构,再进行550～650℃、4 h固体粉末渗硅处理,用透射电镜（TEM）、扫描电镜（SEM）和X射线衍射仪（XRD）研究表层组织演变。结果表明：经过SMAT后,w（Si）=3%无取向硅钢表面形成了等轴状、取向呈随机分布的、晶粒尺寸为10 nm的纳米晶组织;异步轧制后,表面纳米晶组织保持不变;550～650℃、4 h渗硅处理后,SMAT＋CSR样品表面形成化合物层,其厚度随着温度的升高由17μm增加到52μm;化合物层由Fe3Si和FeSi相组成.     

MgO加入量和烧成温度对镁橄榄石材料物相组成和性能的影响

在镁橄榄石细粉中加入不同含量的电熔镁砂,以树酯为结合剂,在不同温度下进行烧成,制备镁橄榄石耐火材料。对烧成制品的物相组成、显气孔率、体积密度和常温耐压强度进行检测,研究不同电熔镁砂含量和烧成温度所制镁橄榄石的物相组成和性能。结果表明,随着镁砂含量的增加,镁橄榄石耐火材料的显气孔率逐渐增大;随着烧成温度的提高,镁橄榄石耐火材料的显气孔率逐步降低,有利于加速其合成。