不同粒径碳化硅粉体的复合烧结与表征

以氮化硅为烧结助剂,聚乙烯吡咯烷酮（PVP）为黏结剂,通过重结晶烧结法制备了纯碳化硅（SiC）陶瓷。采用X射线衍射、扫描电子显微镜和阿基米德定律对产物的结构、形貌和相对密度进行了表征,主要研究了SiC细粉的质量分数对SiC晶粒形貌的影响。结果表明,SiC细粉质量分数的变化对烧结样品的晶粒尺寸与形貌及其相对密度有较大影响。细粉质量分数由0%增加至60%,SiC晶粒的形貌由等轴状晶粒过渡为六方片状晶粒,晶粒尺寸非线性增加,样品的相对密度则呈先增加后降低的趋势,当细粉的质量分数为40%时,SiC陶瓷的相对密度最高。因SiC高温（2 000 ℃以上）蒸发与凝聚的烧结作用,当SiC细粉的质量分数为60%时,重结晶普遍发生,且SiC粗粉晶粒尺寸急剧增大,形成六方片状。     

宜昌胶磷矿伴生含钾页岩富集矿工艺矿物学研究

通过对宜昌胶磷矿伴生含钾页岩富集矿进行研究,测定出了矿石的化学成分、各组分的赋存状态、含钾矿物的嵌布特征及其单体解离度。研究结果表明:K2O主要以水云母矿存在,云母类矿物大部分呈片状杂乱嵌布在石英质和其它脉石矿物中,少量呈微细的包裹体嵌布在铁质矿物集合体中,一般介于0.01~0.04mm之间。     

湖北某中低品位硅质磷矿工艺矿物学研究

对中国湖北某硅质中低品位磷矿的工艺矿相进行了研究,主要分析了其化学组成、矿物组成、胶磷矿的嵌布粒度和嵌布特征,结果显示：原矿中的主要成分为P2O5、CaO、SiO2等;矿物组成主要为胶磷矿和石英质矿物;胶磷矿嵌布粒度为：-0.313 6＋0.039 2 mm粒级占90.60%,属于细粒嵌布;胶磷矿同脉石矿物的嵌镶关系主要是包裹嵌镶和毗连嵌镶.根据工艺矿相分析结果制定出了相关的选矿工艺路线,并对该工艺路线进行矿相跟踪考察,结果显示制定出的浮选工艺符合中低品位磷矿选矿要求.     

低浓度碳化硅浆料的分散稳定性及其膜性能研究

将碳化硅(SiC)粉体与一定量的聚乙二醇(PEG)、四甲基氢氧化铵(TMAH)、羧甲基纤维素钠(CMC-Na)及去离子水和乙醇混合并球磨3 h制备出低浓度SiC浆料,研究了SiC浆料p H值与其Zeta电位对应关系和添加组分变化对浆料分散稳定性的影响。结果表明,当p H=8.5时,浆料有最大动电位-37.76 m V,当m(TMAH)∶m(SiC)=1.5%、m(CMC-Na)∶m(SiC)=0.4%时,浆料的表观黏度最小为4.31 m Pa·s,浆料的相对沉降高度最小,浆料的分散稳定性能较佳。利用该浆料在多孔碳化硅陶瓷表面进行涂膜并高温烧成后制备了碳化硅膜并对碳化硅膜的显微结构与其孔径进行了分析表征,结果表明该浆料成膜性能良好,SiC膜晶粒周边圆润、堆积均匀,物相单一,膜孔径分布较窄,平均孔径约为1μm。     

硫酸盐加入法制备表面霜化页岩砖

以胶磷矿伴生含钾页岩为原料,通过硫酸盐加入法制备表面霜化页岩砖.利用毛细管张力,将页岩坯体中可溶性硫酸盐(霜化剂)带出表面,经过高温烧结,其硫酸盐涂层可以密实地覆盖于烧结后页岩砖表面,有效抑制了泛霜现象.研究了五水合硫酸铜、六水合硫酸镁和七水合硫酸亚铁的不同加入量对霜化效果以及页岩砖抗折强度的影响,结果表明:不同硫酸盐及其不同加入量均具有不同的霜化效果,当霜化剂为六水合硫酸镁,质量分数为7%时,具有最佳的白霜效果.3种霜化剂的加入均能有效提高页岩砖抗折强度,其强度值从15 MPa提高到20 MPa左右,但其加入量的大小对抗折强度的影响不大.     

CaO稳定ZrO_2陶瓷Rietveld定量相分析

采用质量分数7%CaO稳定的ZrO2粉为原料,通过添加质量分数0.0~2.0%H3BO3助剂,经1 700℃2、h常压烧结制备得到CaO稳定的ZrO2陶瓷(CSZ)。采用XRD对烧结样品进行物相组成分析,运用Rietveld全谱拟合定量相分析方法对陶瓷中相组成的含量进行计算。结果表明:烧结样品由立方相和四方相ZrO2组成,立方相的含量随着H3BO3添加量的增加而降低,四方相与立方相的比值随H3BO3添加量的变化基本呈线性关系。Rietveld全谱拟合分析能准确表征CSZ中物相组成及含量(四方相与立方相)变化,为氧化锆陶瓷物相组成及含量变化对其性能影响的深入研究奠定基础。     

硅基添加剂作粘结剂的多孔碳化硅陶瓷的制备与表征

以碳化硅、磷酸和二氧化硅为原料,采用常压烧结工艺,制备了系列硅基磷酸盐为粘结剂的多孔碳化硅陶瓷,并对烧结样品的密度、孔隙率、物相、显微结构及其力学性能和耐酸碱性能进行了分析和表征.结果表明,烧结样品的密度随烧结温度和粘接剂含量的增加而减小,孔隙率的变化则相反,同时样品的抗折强度随之先增大再减小,并且其断裂方式为沿晶断裂,样品孔隙率均在23.1%~39.2%之间,在烧结温度为1 250℃、二氧化硅质量分数为1.78%时,抗折强度达到最大值39.158 MPa;样品的物相由碳化硅和二氧化硅以及少量的焦磷酸硅组成,二氧化硅的存在及磷酸盐的形成促进了碳化硅的烧结;所有样品耐酸性能较高,质量损失率为0.545 2%~1.777 2%,耐碱性能较弱,质量损失率约为100%,晶间二氧化硅和焦磷酸硅的存在及存在量是其主因.     

添加氧化钙的硅酸锆陶瓷的性能

以硅酸锆和硝酸钙为原料,采用湿磨的方法实现原料的均匀混合,制备了系列的添加氧化钙的硅酸锆陶瓷,利用阿基米德法和X-射线衍射技术对硅酸锆陶瓷的密度、物相变化进行了表征,测试了其显微结构和抗折强度,重点讨论氧化钙添加量和烧成温度对硅酸锆陶瓷的影响.结果表明,1 450℃和1 500℃烧结试样的体积密度随氧化钙添加量改变有较小变化,1 550℃烧结试样密度则随着氧化钙添加量增大而减小,密度最大值可达4.19克/立方厘米;样品的物相由硅酸锆和单斜氧化锆及少量稳定氧化锆组成,主晶相为硅酸锆;硅酸锆陶瓷有较多的气孔,是其致密度小的主要原因,硅酸锆陶瓷的主要断裂方式是沿晶断裂;硅酸锆陶瓷的抗折强度随着烧成温度的升高明显降低,随氧化钙添加量增大而先减小再增大,抗折强度最高可达186.0兆帕.     

Al3+/K+离子交换法从黑云母中提钾及水铝云母的电化学性能

采用Al³⁺/K⁺离子交换法从难溶性含钾矿物黑云母中提取出可溶性钾并制备水铝云母。采用X-射线衍射与X射线荧光光谱对水铝云母的物相和化学组成进行分析，探究了反应时间与pH值对黑云母提钾率的影响及机理，同时通过电化学工作站测定了水铝云母的电化学性能。结果表明:溶液pH和反应时间分别为1.2和8 h时，提钾率达到最大值91.4%，且水铝云母仍具有层状硅酸盐结构。水铝云母的放电比电容为14.86 F/g，较黑云母（0.32 F/g）有明显提高。     

碳化硅添加对氮化硅转化为碳化硅晶粒形貌的影响

以氮化硅(Si_3N_4)、石墨为原料,碳化硅(SiC)为添加剂,利用Si_3N_4转化法制备出形貌变化的等轴状和长柱状SiC晶粒,采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜及能量色散X射线谱对产物的结构与微观形貌进行了表征,重点研究了SiC添加量对SiC形貌的影响及其影响机理。结果表明,SiC的添加有助于Si_3N_4转化为α-SiC,并影响其形貌和尺寸。随着SiC添加量的增加,制得的SiC晶粒由长柱状转变为等轴状,晶粒的尺寸也急剧减小。高温条件下,Si_3N_4首先分解为硅蒸气和氮气,硅蒸气又与石墨发生气-固反应生成小晶粒的SiC,继而发生重结晶。碳化硅的添加导致晶粒缺陷也增多,由于气态硅蒸气可在晶粒缺陷处重结晶,使SiC晶粒的取向生长得到抑制,促进了等轴状SiC晶粒的生成。