矿渣微晶玻璃热处理制度的优化设计

以白云鄂博矿二次选后尾矿、粉煤灰和石灰石为主要原料,采用熔融法制得矿渣微晶玻璃.利用正交实验方法研究了热处理工艺参数对矿渣微晶玻璃抗弯强度的影响,得到影响因素的主次顺序为:晶化时间＞核化温度＞晶化温度＞核化时间,确定最优热处理制度为:核化温度700℃,核化时间2h;晶化温度850℃,晶化化时间2h.并利用XRD、SEM、EDS检测手段对制得的微晶玻璃显微结构进行了分析.     

锂铝硅系统微晶玻璃的析晶及热处理工艺研究

制备了Li2O-Al2O3-SiO2系微晶玻璃,采用差热分析(DTA)、X衍射分析(XRD)和扫描电镜(SEM)等分析手段对该系统微晶玻璃的析晶过程和微观结构进行了研究。通过正交实验讨论了热处理温度及时间对微晶玻璃热膨胀性能的影响。结果表明:通过热处理工艺来控制晶相的析出,析晶初始温度下首先析出的晶相为β-石英固溶体,随晶化温度升高β-石英固溶体转变为β-锂辉石固溶体,可以使样品的热膨胀性能符合要求。获得较小热膨胀系数的热处理工艺为:核化温度620℃,核化时间1小时,晶化温度840℃,晶化时间3小时。所获得的微晶玻璃的热膨胀系数为9.510-7/℃,可作为低膨胀材料使用。     

煤矸石制备堇青石微晶玻璃的研究

以煤矸石、工业氧化铝、菱镁矿、SiO2为原料,以TiO2为晶核剂,采用粉末烧结法制备了堇青石微晶玻璃.主要工艺过程是制定基础玻璃配方、玻璃的熔融和基础玻璃的不同热处理工艺.采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)分析了材料的物相组成和显微结构.800℃下核化时间对物相的形成没有明显影响,最佳的热处理工艺为:核化时间3h,核化温度800 ℃;晶化时间4h,晶化温度1200℃.     

MgO-Al2O3-SiO2系统微晶玻璃的热处理工艺对其介电性能的影响

本文制备了MgO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃,用XRD、DTA等方法对该系统微晶玻璃材料的析晶过程进行研究,通过正交试验,讨论了热处理温度及时间对微晶玻璃介电性能的影响.结果表明通过热处理工艺来控制晶相的析出,可以使样品的介电常数和介电损耗符合要求.获得较小介电常数的热处理制度为核化温度750℃,核化时间1h,晶化温度1100℃,晶化时间1.5h,所获得的微晶玻璃的介电常数为6.13,介电损耗4.22×10-3+可作为绝缘体等微波介质材料使用.     

利用垃圾焚烧飞灰电弧炉熔渣制备微晶玻璃

垃圾焚烧飞灰电弧炉熔渣经核化、晶化两步处理制备微晶玻璃,采用差热分析法研究了基础玻璃的晶化行为,考察了晶化时间对微晶玻璃微观结构及理化特性的影响。结果表明:基础玻璃的晶化指数为1.48,以表面析晶为主,其最佳热处理制度为:核化温度679℃、核化时间1.5h、晶化温度985℃、晶化时间1.5h。微晶玻璃的主晶相为透辉石Ca(Mg,Al)(Si,Al)_2O_6和少量普通辉石Ca(Mg,Fe,Al)-(Si,Al)_2O_6,在最佳热处理条件下制得的微晶玻璃具有较高的抗弯强度、硬度、韧性及耐酸碱性等性能,有替代天然建材的潜力。     

利用钾长石尾矿制备β-硅灰石微晶玻璃的研究

研究了以福建沙县的钾长石尾矿为主要原料，采用烧结法制备矿渣微晶玻璃的可行性；确定了制备β－硅灰石微晶玻璃的配方：尾矿72％，碳酸钙22.7%，氧化锌（起助熔作用）5.3%(质量分数）；玻璃熔化条件：1250℃，保温3h。选取粒度为0.45-0.9mm的水淬玻璃颗粒，采用正交实验法，研究了热处理条件对材料性能的影响，确定了热处理的优化条件：核化温度975℃，核化时间45min，晶化温度1100℃，晶化时间30min，在优化条件下制备的微晶玻璃由2μm的β－硅灰石晶体和玻璃相组成，吸水率为0.16%，Vickers硬度为9.77GPa,且耐酸碱腐蚀性能优良。     

Li_2O-ZnO-Al_2O_3-SiO_2微晶玻璃热处理制度的研究

通过两步法制备Li2O-Zn O-Al2O3-Si O2(LZAS)系微晶玻璃,并通过正交实验探究不同热处理工艺参数对微晶玻璃致密化的影响,使用P2O5作为晶核剂。结果表明;玻璃转化温度为492℃,析晶温度为560℃和714℃,材料软化点为685℃。各参数对微晶玻璃致密化的影响顺序为晶化温度晶化时间核化温度核化时间;析晶量主要受晶化温度和晶化时间影响;当温度为560℃时,开始有少量晶体析出,当温度超过580℃,主晶相为锂辉石,并且还有少量锂霞石;锂辉石的增多导致材料致密度下降。     

阳极键合用Li2O-Al2O3-SiO2微晶玻璃电学性能

采用合适的组分和二步热处理法制备了热膨胀系数与硅片匹配的Li2O-Al2O2-SiO2(LAS)微晶玻璃,并在满足键合所要求的热膨胀系数的基础上,通过调节成分和控制热处理制度,研究了微晶玻璃的导电和介电性能.结果表明:采用不同的热处理制度进行晶化处理,LAS微晶玻璃的主晶相均为β-锂辉石;607℃核化、980℃晶化时间均为3 h样品的热膨胀系数为31.16 ×10℃-1(200～400℃),与硅片热膨胀系数较接近;微晶玻璃的电阻率大于基础玻璃,且随温度的升高电阻率吴下降趋势;改变核化和晶化时间,在150～360℃范围内其电阻率变化不大;微晶玻璃的介电常数和介电损耗均小于基础玻璃,更适宜作为电子器件的绝缘封装材料.     

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，当高炉渣加入量为45wt％时，主晶相为普通辉石(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1h。     

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)—A12O3—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。实验结果表明，当高炉渣加入量为45％时，主晶相为普通辉石(CaSiO3)和透辉石(CaMg(SiO3)2)，材料结构均匀致密，性能良好。此实验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1h。     

矿渣微晶玻璃核化及晶化制度的研究Ⅰ

在成分研究的基础上,运用差热分析、Ｘ－射线衍射和扫描电镜等手段着重讨论了热处理对ＣａＯ－Ａ１２Ｏ３－ＳｉＯ２系统用压延法生产矿渣微晶玻璃机械强度的影响,得出了适用于该矿渣微晶玻璃制品性能优良的最佳热处理制度。     

热处理温度对磷渣-煤矸石微晶玻璃结构和性能的影响

以磷渣和煤矸石为原料,采用一步烧结法制备了性能优良的CaO?Al2O3?SiO2(CAS)系微晶玻璃,用差示扫描量热法(DSC),X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)等对其进行分析和表征,研究了热处理温度对微晶玻璃晶相组成、微观结构和宏观性能的影响规律。结果表明,固废利用率达100%,微晶玻璃性能良好;以磷渣和煤矸石为原料在1250℃下熔融2 h、于850℃热处理保温2 h可制备主晶相为假硅灰石Ca3(Si3O9)的微晶玻璃,其抗折强度、显微硬度和体积密度分别为74.4 MPa,566.9 HV和2.75 g/cm3。随热处理温度升高,微晶玻璃主晶相由Ca3(Si3O9)相转变为硅灰石CaSiO3相,晶体形态由球状向针状、短柱状改变,对提高微晶玻璃抗折性能有利,而显微硬度和体积密度均先增加后降低。     

高铝粉煤灰提铝硅钙渣制备硅灰石微晶玻璃研究

以高铝粉煤灰提铝硅钙尾渣为主要原料,采用烧结法制备了硅灰石微晶玻璃。利用DTA、XRD和SEM分析方法研究了热处理制度、硅钙渣用量对微晶玻璃的晶化过程、显微结构及物化性能的影响。结果表明：核化时间与晶化时间的延长有助于硅灰石晶体的定向生长与紧密排列,对微晶玻璃的力学性能影响显著,而晶化温度与核化温度的影响则相对较小;随着硅钙渣的用量增加,微晶玻璃中硅灰石的析出能力增强,当其用量为70．98％,在800℃下核化热处理90 min,920℃晶化处理90 min时,可制备出单一晶相的硅灰石微晶玻璃。     

晶核剂Cr2O3、Fe2O3对玻璃熔化性能的影响

高炉渣的主要成分与玻璃相似,采用熔融法以高炉渣为主要原料制备微晶玻璃(高炉渣配比为70%),以少量纯化学试剂调整基础玻璃成分,通过实验研究了晶核剂Cr2O3、Fe2O3对玻璃熔化性能的影响规律.结果表明:基础玻璃中加入0.5%~2.5%的Cr2O3作晶核剂时,随着Cr2O3加入量的增多,熔化温度呈现逐渐升高趋势,当向基础玻璃中加入1.0%~3.0%Fe2O3作晶核剂时,随着Fe2O3加入量的增多,熔化温度逐渐降低.将0.5%~2.5%Cr2O3、1.0%~3.0%Fe2O3按一定比例配合作为复合晶核剂,总量控制在3.5%,Cr2O3与Fe2O3对玻璃熔化性能的影响可以互相抵消.晶核剂Cr2O3、Fe2O3的引入,可明显降低玻璃的熔化性温度,为了保证玻璃液的顺利浇注成型,至少应将温度控制在1360 ℃以上.     

Preparation of glass-ceramic by low-pressure hot-pressing sintering of CaO-MgO-Al2O3-SiO2(-CaCl2) glass powder

CaCl₂ can dissolve in the silicate glasses, and thus, using the CaCl₂-bearing glass for the preparation of glass-ceramic could be a potential method for treating CaCl₂-bearing wastes. In this work, two kinds of glass powders, CaO-MgO-Al₂O₃-SiO₂ and CaO-MgO-Al₂O₃-SiO₂-CaCl₂, were sintered at 825–850 ℃ to prepare the glass-ceramic. Besides, a low-pressure (19.1kPa) hot-pressing sintering technology was applied to reduce the porosity and pore size of the glass-ceramic. The addition of CaCl₂ (5 wt%) reduced the polymerization degree, glass transition temperature, crystallization peak temperature, and crystallization activation energy of the glass. Augite was the main crystalline phase of the glass-ceramic, and the addition of CaCl₂ promoted the precipitation of anorthite. The glass-ceramic prepared from the Cl-containing glass always exhibited a higher bending strength than that obtained from the Cl-free glass. When sintered at 825 ℃ for 8 h, the glass-ceramic showed the highest bending strength of 171 MPa.     

TiO_2和热处理温度对高镁钢渣微晶玻璃性能的影响

借助DTA,XRD和SEM等测试手段,研究了TiO_2和热处理温度对高镁钢渣微晶玻璃性能的影响。实验结果表明,随着TiO_2质量分数增加,微晶玻璃的玻璃化温度和析晶温度降低,抗弯强度和维氏硬度提高,热膨胀系数下降;随着热处理温度的提高,微晶玻璃的热膨胀系数下降,抗弯强度和维氏硬度在1 100℃达到最高。同时整个样品结构由玻璃相为连续相过渡为晶体为连续性相,主晶相是MgSiO_3。     

愈合温度对SiC/Si_3N_4复合材料强度的影响

用压痕法,在SiC/Si3N4复合陶瓷试样表面引入裂纹,对含有裂纹的试样进行愈合处理,来研究温度对材料抗弯强度的影响规律.结果表明,经1300℃保温4h愈合处理后,抗弯强度恢复至647.5MPa,与完好试样的抗弯强度值(685.5MPa)非常接近.     

Valorization of Al slag in the production of green ceramic tiles: Effect of experimental conditions on microstructure and crystalline phase composition

This work reports the results of an investigation aimed at the development of sintered glass-ceramic tiles by the sinter-crystallization of mixtures composed of aluminum slag and reclaimed packaging glass. The thermal behaviors of mixtures incorporating 50 and 60 wt% Al slag were established by differential thermal analysis (DTA). Green compacts were sintered in a temperature range of 800°C-1050°C and then soaked for 10-60 minutes. The mineralogical characterizations of the sintered materials were obtained by X-ray diffraction (XRD). The achieved results indicated that the sintering of aluminum slag and packaging glass reclaimed led to a glass-ceramic material composed mainly of needle-like crystals of wollastonite (CaSiO₃). The bloating of samples during firing was evaluated according to a Cougny predictive diagram. After initial observations and according to bending strength characterizations, sintered tiles prepared from aluminum slag and glassy sand are appropriate for floor pavement and wall covering.     

利用煤粉炉渣制备微晶泡沫玻璃的研究

以煤粉炉渣为主要原料,以碳酸钙作为发泡剂,磷酸钠作为稳泡剂,再加入其他辅助原料制备了微晶泡沫玻璃,研究了碳酸钙和磷酸钠的掺入量、发泡温度、保温时间对微晶泡沫玻璃性能的影响,并且采用XRD分析其物相组成,结果表明,当发泡剂和稳泡剂的掺量分别为4.5%和5%,发泡温度为1000℃,发泡时间为20min时,试样已经完全转化为微晶泡沫玻璃,主晶相为硅灰石,次晶相为钙长石和辉石,平均泡径达2.03mm,表观密度为938 kg/m3,气孔率达52.6%,抗压强度达17.95MPa,抗弯强度达12.51 Mpa,热膨胀系数达5.67×10-6/℃,导热系数达0.20 W/(m.K)。     

ZrO2-AlN复相材料的制备与性能研究

试样以部分稳定氧化锆（PSZ）和金属Al粉为原料。在N5气氛下经1600℃×4h烧结可制备出以AIN为结合相的ZrO2-AlN复相材料（ZAN）。试验研究了金属Al的氮化反应过程。以及金属Al的加入量对复相材料性能的影响。结果显示：Al粉反应生成AIN的全过程,主要由界面反应和内扩散反应交替完成．且整个反应过程应为扩散机制控制。随金属Al粉引入量的增加、ZAN试样的热膨胀系数减小,抗折强度增大,抗热震性及抗氧化性提高。ZAN-3试样的综合性能优良,其常温抗折强度为73．61MPa,热膨胀系数为6．06×10^-6/℃。室温～1100℃水冷残余抗折强度为4．64MPa。