利用黄金尾矿制备陶瓷清水砖的研究

为了实现黄金尾矿高效资源化利用,以黄金尾矿为主要原料,采用无压烧结制备了陶瓷清水砖样品,研究了黄金尾矿添加量对样品相组成、显微结构及性能的影响。结果表明,当烧成温度为1 100 ℃,黄金尾矿添加量为70%(质量分数)时,样品性能最优,其抗折强度达73.42 MPa,吸水率为0.10%,气孔率为0.25%,体积密度为2.46 g/cm³,烧成收缩为8.64%,达到GB/T 4100—2015《陶瓷砖》中瓷质砖的要求。样品的相组成为钙长石、石英、白榴子石和赤铁矿。清水砖坯釉结合性好,釉面光滑,色泽均匀。     

用Bayer法赤泥制备的多孔陶瓷滤料的结构与性能

实验以Bayer法赤泥为主要原料制备多孔陶瓷滤料,研究了赤泥添加量、烧成温度等对样品的烧成温度范围、显气孔率、压碎强度、耐酸耐碱性和显微结构等的影响.理化性能和显微结构测试表明:赤泥添加量和烧成温度是影响样品结构和性能的土要因素.赤泥添加质量达60%时,样品烧成温度为1 100℃,样品的显气孔率为31.78%,吸水率为15.34%,体积密度为2.07kg/m3,压碎强度为26.74MPa,耐酸性为93.54%,耐碱性为99.27%.样品的晶相组成为γ-Fe2O3、α-鳞石英、钠长石及斜辉石等,是一种气孔率高且强度高的优质滤料.     

用烧结法赤泥制备多孔陶瓷滤球的研究

本文以烧结法赤泥为主要原料制备了多孔陶瓷滤球,研究了赤泥添加量、烧成温度等对样品的烧成温度范围、显气孔率、压碎强度、耐酸耐碱性、显微结构等的影响。理化性能和显微结构测试表明,赤泥添加量和烧成温度是影响样品结构和性能的主要因素,二者对样品各项性能均产生交互式影响。赤泥添加量为50wt%、烧成温度1120℃时,样品的显气孔率为37.29%,吸水率为19.61%,体积密度为1.90kg/m3,压碎强度为24.54MPa,耐酸性为84.01%,耐碱性为98.98%,气孔分布均匀,呈三维连通状,可以满足用作污水处理过滤介质的要求。     

赤泥质陶瓷内墙砖的制备及结构研究

以烧结法赤泥、拜尔法赤泥二种固体废弃物为主要原料,添加改善坯体成型性能及促进样品烧成的添加剂,分别采用一次烧成和二次烧成方法,制备了高性能的赤泥质陶瓷内墙砖。按国标测定了样品的吸水率、气孔率、体积密度、抗折强度及耐急冷急热性,并采用XRD、SEM研究了样品的相组成和显微结构。结果表明,赤泥质陶瓷内墙砖气孔率达20%～35%,吸水率达10%～22%,体积密度达1.2g/cm3～1.8 g/cm3,抗折强度达20～35MPa。内墙砖晶相组成为CaAl2Si2O8、CaMg(SiO3)2、Fe2O3、SiO2,主晶相晶体呈板条状交织排列,赋予内墙砖的较高的强度。     

用工业尾矿等研制新型生态建材--环保陶瓷生态砖

本课题以石墨尾矿、煤矸石等工业尾矿为主要原料研制新型生态建材——环保陶瓷生态砖。讨论了石墨尾矿加入量、煤矸石加入量、烧结助剂等对环保陶瓷生态砖制备工艺及性能的影响。并制备出性能指标达到国外标准的样品。     

CaCO_3掺杂下原位反应制备SiC/莫来石复相多孔陶瓷的性能研究

以Al2O3粉末、SiC粉末为主要原料通过原位反应烧结技术,添加CaCO3为烧结助剂制备了SiC/莫来石复相多孔陶瓷,研究了不同CaCO3添加量对于SiC/莫来石复相多孔陶瓷的相组成、显微结构、抗弯强度、气孔率的影响,结果表明:通过添加CaCO3这一碱土金属化合物,不仅能够增强SiC颗粒间的颈部连接,同时研究表明当CaCO3含量为4%时,在1400℃下保温3h制备的样品综合性能最佳,其孔隙率为35.3%,抗弯强度达到51.9MPa。     

镁渣多孔陶瓷滤球气孔率的调控

以镁工业废渣为主原料,添加一些成孔剂及天然矿物烧结助剂,制备了可用于工业废水及废气处理的高性能镁渣多孔陶瓷滤球。讨论了3种成孔剂的成孔效果和影响气孔率、强度的因素。理化性能和显微结构测试表明,高温成孔剂石墨添加量为20%,烧成温度为1100℃时,样品的显气孔率为56.17%,吸水率为43.76%,体积密度为1.28g/cm3,抗压碎强度为34.21MPa,耐酸性为99.59%,耐碱性为99.81%;低温成孔剂煤粉和白云石的加入也能起到气孔率调控的作用。镁渣多孔陶瓷滤球的气孔分布均匀,呈三维连通状,有利于实现其过滤性能。     

不同气氛下某金矿尾渣制备烧结型陶瓷材料的试验和机理研究

以金矿尾渣为主要原料,添加一定比例其他矿物原料制备烧结型陶瓷材料.探究了不同气氛对其物相组成及物理性能的影响.通过XRF、XRD、TG-MS等测试方法对陶瓷样品的物相组成及烧成过程中SO2气体的释放规律进行分析,并测试其不同温度下的烧失量、吸水率、体积密度、抗折强度.结果表明,通过控制烧成气氛可以抑制FeS2的热分解,不仅减缓了SO2气体的释放量从而避免了样品在快烧过程中黑心鼓包现象的产生,同时氮气气氛条件下烧成的试样具有更好的致密性,为金尾矿资源化利用提供了新的工艺方法.     

碳化硅/石墨复合陶瓷密封材料的显微结构与性能

以碳化硅微粉为原料、石墨为固体润滑添加剂,采用无压烧结技术制备碳化硅/石墨复合陶瓷密封材料,研究了石墨添加量对复合陶瓷密封材料烧结性能、显微结构、力学性能和摩擦性能的影响。结果表明,加入的石墨能以片状颗粒形态均匀分布在碳化硅陶瓷基体中;随着石墨添加量增加,复合陶瓷密封材料的体积密度、抗弯强度、弹性模量、断裂韧性、硬度均逐渐降低,但干、湿静摩擦系数则随之减小;当石墨添加量达到20%(质量分数)时,复合陶瓷的相对密度仅为90.6%,弯曲强度降至189 MPa,弹性模量降至295 GPa,断裂韧性为1.82 MPa·m1/2,Vickers硬度为19.2 GPa,而干、湿摩擦系数则分别减小到0.14和0.10。综合考虑复合陶瓷的力学性能和摩擦性能,石墨添加量控制在10%~15%之间为宜。     

粉煤灰基陶瓷膜支撑体的制备及性能研究

本文以粉煤灰为主要原料,制备了水处理用陶瓷膜支撑体。结合物相组成、显微形貌研究了氧化铝掺量及烧成温度对粉煤灰陶瓷支撑体物理性能的影响。结果表明：当粉煤灰含量为80%,烧成温度为1300℃时,制备的粉煤灰陶瓷支撑体气孔率可达49%、抗弯强度可达23MPa、样品收缩率4.8%、孔径分布均匀、水通量性能表现优异,可作为水处理陶瓷支撑体使用。     

温度制度对尾矿烧结砖性能及结构的影响

以鄂西赤铁矿尾矿为主要原料制备烧结砖,研究了升温速率、烧成温度和保温时间对样品的性能、相组成以及显微结构的影响.结果表明:烧成温度和保温时间是影响样品性能和结构的主要因素,升温速率从2 ℃/min到10 ℃/min变化对砖体性能影响不大.XRD和SEM分析表明:新的结晶相α-鳞石英、钙铝黄长石和钙长石在1000 ℃左右开始形成,同尾矿中原有的α-石英和赤铁矿等晶相一起构成烧结砖的矿物骨架,赋予其强度;液相量随着烧成温度的提高不断增多,晶体颗粒被熔融的玻璃质所包裹胶结形成整体,有利于强度的提高和吸水率的降低.最适宜的温度制度为升温速率6 ℃/min左右、烧成温度980～1030 ℃、烧成保温时间2～3 h,在此条件下烧制的尾矿烧结砖各项性能均达到<烧结普通砖>(GB/T5101-2003)中MU20的要求.     

机床用Al_2O_3/TiB_2复相陶瓷刀具材料的研究

以α-Al2O3和TiB2为主要原料,采用真空热压烧结工艺制备机床用Al2O3/TiB2复相陶瓷刀具材料。测试和分析了烧结样品的相对密度、弯曲强度、断裂韧性、硬度值、相组成以及显微结构。结果表明,当α-Al2O3添加量为75 wt%,微米TiB2添加量为20 wt%时,所制备的Al2O3/TiB2复相陶瓷刀具材料性能最佳,其相对密度值为98.8%,弯曲强度为606.25 MPa,断裂韧性为4.85 MPa·m1/2,硬度值为26.55 GPa。最佳样品的主晶相为刚玉(Al2O3)和硼化钛(TiB2),次要晶相为氧化钇(Y2O3)。     

含莫来石废料添加对陶瓷性能的影响研究

采用分离提纯优化技术制备富含莫来石组分的废料,利用传统烧结工艺制备废料添加量高达60%的陶瓷烧结体,研究不同废料掺杂量对样品显微结构、物相组成及力学性能的影响。结果表明:莫来石废料掺杂对物相组成、力学性能、热稳性及耐化学腐蚀性均满足GB/T3810.4-2006相关标准,在掺杂量达到30%时,样品的综合性能最佳,吸水率为5.36%,坯体强度1.53 MPa,烧结强度高达62.6 MPa,耐化学腐蚀性达到GLA标准。     

Li_2CO_3添加量对锂辉石-莫来石复相陶瓷材料性能的影响

以龙岩高岭土、锂辉石和石英为主要原料,经1200～1400℃烧成制备了锂辉石-莫来石复相陶瓷材料,并利用XRD和SEM等测试方法研究了Li_2CO_3对复相陶瓷的物相组成、显微结构及各项性能的影响。结果表明,经1320℃烧成B3配方样品(Li_2CO_3添加量为1.5 wt%)的综合性能最优(吸水率0.70%,体积密度2.13 g·cm~(-3),抗折强度48.1 MPa,热膨胀系数为2.61×10~(-6)℃~(-1))。Li_2CO_3提高锂辉石晶相含量的效果十分显著,有利于降低材料的热膨胀系数。从液相中析出的针棒状莫来石呈相互交织的形貌,赋予材料较高的抗折强度。     

高硅铁尾矿制备轻质闭孔泡沫陶瓷研究

以辽宁抚顺铁尾矿为主要原料,黏土、高岭土、钾长石和钠长石作为辅助原料,SiC为发泡剂制备保温泡沫陶瓷。实验采用控制变量法和外加法,研究铁尾矿、助熔剂、发泡剂等原料配方和烧成温度对泡沫陶瓷体积密度、吸水率和抗压强度的影响。研究结果表明,在掺量分别为铁尾矿55%、高岭土18%、黏土18%、钠长石1.8%、钾长石7.2%时,外加剂碳化硅0.4%,烧成温度为1160℃时,获得了以闭口气孔为主的泡沫陶瓷试样。该陶瓷样品的孔径分布均匀,体积密度为0.600 g/cm3,吸水率为3.95%,抗压强度为7.65 MPa。     

高效隔热保温陶瓷材料的研制

以建筑抛光砖原料为基础料,添加少量的矿化剂和氧化镁,经干压成型后于1220℃-1300℃烧成下制备了具有防水、保温功能的闭孔高温发泡陶瓷.运用XRD、显微镜测试手段对发泡陶瓷的孔径分布、显微结构、物相组成进行了表征,探讨了原料配方、烧成制度对制品的主要性能,如:导热系数、吸水率、密度和强度的影响.结果表明,发泡陶瓷的气孔率高达66.72%(闭孔气孔率为66.39%,开孔气孔率为0.33%);体积密度为0.7987g/cm3,吸水率为0.41%;抗压强度为10.89MPa;导热系数为0.198W/(m·K);主晶相为石英和莫来石;且孔径和气孔率随着烧成温度升高而增大,气孔率越高,发泡陶瓷的抗压强度和导热系数越小.     

镁铝尖晶石多孔陶瓷的制备及性能

以MgO、Al_2O_3、TiO_2为起始原料、石墨为造孔剂,采用凝胶注模法制备了镁铝尖晶石多孔陶瓷。研究了Mg和Al摩尔比、TiO_2的添加、烧结温度等因素对试样物相形成及显微结构的影响。利用X射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜、万能材料试验机、孔隙率测试仪等对样品性能进行了分析。结果表明:添加3%(质量分数)的TiO_2,可以促进纯镁铝尖晶石相的形成,并且可以降低材料的烧结温度。组成中适量富镁,可以使尖晶石晶粒较为细小,形状更规则,提高了样品的抗弯强度和耐腐蚀性。控制Mg:Al摩尔比为1.3:1.7、TiO_2添加量3%,在1 400℃保温5 h烧结条件下,可获得孔隙率为36.73%、抗弯强度为40.8 MPa的镁铝尖晶石多孔陶瓷,其耐碱腐蚀性较好,有望用于制备碱性环境下使用的陶瓷膜支撑体。     

掺硼改性碳化硼陶瓷的研究

以碳化硼粉、无定形硼粉为主要原料,热压烧结制备了B4C陶瓷.研究了不同的硼加入量和烧成温度对样品致密度和力学性能的影响.结果表明,当硼的加入量为11.6wt%时,样品的硬度、断裂韧性、抗弯强度和弹性模量分别达到32.9GPa、3.53MPa·m1/2、544.8MPa和405.3GPa.利用XRD、SEM测试手段对样品的物相组成和显微结构进行了分析.     

YSZ短纤维增强日用陶瓷固废再烧结材料的研究全文替换

中国传统陶瓷固废排放量巨大，陶瓷固废的资源化利用不但可解决固废丢弃填埋引起的生态环境危害，而且可节约大量天然矿物原料，带来重要的社会经济效益。本文以烧结日用陶瓷固废为主要原料，并引入少量氧化钇稳定氧化锆(YSZ)短纤维作为增强相，制备了高固废掺比的再生陶瓷材料。研究了纤维含量和烧成温度对制备的固废再烧结陶瓷材料的晶相组成、微观结构和力学性能等的影响，结果表明：YSZ纤维的添加量对固废材料的烧结性能影响不大，引入少量YSZ可明显提高废瓷再烧结材料的力学性能，其中，YSZ纤维添加量为15%并在1 250℃烧成时，样品的抗弯强度为113 MPa,断裂韧性可达2.63 MP·m^1/2。     

煤矸石陶瓷墙地砖的制备工艺研究

本试验以煤矸石为主要原料制备出陶瓷墙地砖。采用X射线衍射、扫描电子显微镜和阿基米德原理研究了样品的物相组成、显微结构、体积密度和吸水率。结果表明,煤矸石陶瓷墙地砖主要由玻璃相组成。并含有石英和莫来石晶相,其吸水率、体积密度、气孔数量和尺寸均随烧成温度的改变而改变。根据试验结果分析,1200～1240℃是较为适宜的烧成温度范围。