镁铝尖晶石原料的性能及生产

镁铝尖晶石作为一种无铬材料近年发展迅速。倾倒法电熔能生产的质量好的尖量石原料。尖晶石的化学组成对制品的抗渣侵蚀性和抗渣渗透性有较大影响。根据使用条件下正确选用不同化学组成的尖晶石原料大有必要。     

镁铝尖晶石的铝铬渣与用后镁碳砖低温合成

用铝铬渣和转炉用后镁碳砖细粉为主要原料,通过固相烧结反应合成MgAl_2O_4材料。用X射线衍射、扫描电镜及XPert plus软件对材料中主晶相进行表征。结果表明：当烧成温度为1 400℃,镁碳砖与铝铬渣摩尔比为5：1时,生成的镁铝尖晶石晶粒发育完整清晰,排列致密,外貌呈典型的八面体形貌。镁铝尖晶石质量百分数达到92%。     

镁铝尖晶石烧结致密化用烧结助剂的研究进展

添加烧结助剂是镁铝尖晶石获得致密微观结构的重要途径.综述了不同的烧结助剂对镁铝尖晶石烧结致密化的影响,根据烧结助剂促进镁铝尖晶石致密化的烧结机理不同,将其主要分为三类.第一类是烧结助剂在一定温度下与镁铝尖晶石形成固溶体;第二类是在较低温度下产生液相以促进尖晶石的烧结;第三类烧结助剂在镁铝尖晶石基体中形成第二相促进其烧结致密化.明晰烧结助剂在镁铝尖晶石烧结过程中的作用机理,同时从环境友好、降低成本、改善材料性能等角度出发选择烧结助剂,以助于镁铝尖晶石在耐火材料、光学材料、透明陶瓷等领域得到更好的应用.     

用Cl~-型Mg-Al水滑石低温原位合成镁铝尖晶石粉

以氯化镁、氯化铝、氯化钠和氢氧化钠为原料,采用共沉淀法制备了Mg-Al水滑石并以其为前体通过低温焙烧-插层重构-原位合成镁铝尖晶石(MgAl2O4)粉体。利用XRD、FTIR、SEM和EDS对样品进行表征。结果表明,镁铝摩尔比例为1∶1.5条件下制备的水滑石前体、850℃焙烧2 h以及4次重构后,可获得结晶度高、晶形良好、晶粒尺寸较小的镁铝尖晶石粉体。     

原位合成镁铝尖晶石-堇青石复相陶瓷的研究

为了提高锂离子电池正极材料用匣钵的使用寿命,以桂广滑石、鹤壁煅烧铝矾土和鹤壁堇青石熟料为原料,采用原位合成技术制备了镁铝尖晶石-堇青石复相陶瓷。测试和分析了烧结样品的吸水率、气孔率、体积密度、抗折强度、抗热震性能、物相组成以及显微结构。实验结果表明,采用原位合成的镁铝尖晶石-堇青石复相陶瓷的晶粒分布均匀、结合紧密,明显提高了样品的抗热震性和耐腐蚀性。最佳配方为经1 360℃烧成的A2样品(桂广滑石47.72%、煅烧铝矾土46.49%、堇青石熟料5.79%),其吸水率为0.37%、气孔率为0.95%、体积密度为2.59g/cm3、抗折强度为114.12 MPa。堇青石熟料的最佳添加量为5.79%,添加少量堇青石熟料起到晶核剂作用,同时能够显著地降低样品的吸水率和气孔率,提高样品的体积密度、抗折强度和抗热震性能,拓宽样品的烧成范围。通过XRD和SEM分析表明,烧成样品的相组成为堇青石和镁铝尖晶石,样品的晶体发育比较完善,堇青石呈六方柱状,纵横交错排列,镁铝尖晶石呈颗粒状,分布于堇青石晶粒之间。30次热震(1 100℃~室温)后经1 360℃烧成的A2样品的相组成没有明显的变化,抗热震性能较优。     

烧成温度和锆英石对轻骨料镁尖晶石材料性能和显微结构的影响

以方镁石-尖晶石微孔陶瓷骨料、电熔镁砂、电熔尖晶石、α—Al2O3微粉等为原料,制备含轻骨料镁尖晶石材料,研究了烧成温度和锆英石加入量对试样性能和显微结构的影响。结果表明,随着烧成温度的升高,试样的致密化程度逐步提高;试样强度先增大后减小,在1600℃时达到最大值。在1600℃热处理下,随着ω（ZrSiO4）的增加,试样的体积密度增大,显气孔率变小,试样力学强度在ω（ZrSiO4）为4％时达到最大值。ω（ZrSiO4）为4％的试样整体显微结构致密,固相直接结合程度提高;并且方镁石和尖晶石晶粒的晶粒尺寸粗大,晶粒发育比较完整。     

新型含镁铝尖晶石的铝酸盐水泥的研究

以白云石和工业三氧化二铝为原料，采用反应烧结技术制得了含镁铝尖晶石的铝酸盐水泥，探讨了原料及烧结温度和添加剂对含镁铝尖晶石的铝酸盐水泥性能的影响，XRD结果表明产物的物相组成为MA，CA，CA2；采用扫描电镜（SEM）及能谱（EDS）对产物的显微结构进行了观察与分析。结果表明：以轻烧白云石和工业Al2O3为原料制得的水泥具有较高的结合强度；所制得的含镁铝尖晶石的铝酸盐水泥的显微结构较为均匀，外加剂CaCl2具有明显的早强效果。     

Al_2O_3基复合耐火材料对感应炉炼铁合金的影响

以刚玉和电熔镁砂为原料,采用干式捣打法制得了含镁铝尖晶石的复合耐火材料,探讨了添加Cr2O3粉及ZrO2粉对材料性能的影响,采用静态侵蚀法对试样进行抗侵蚀试验.结果表明:以刚玉和电熔镁砂为原料制得的复合材料材料,具有较高的耐压强度和抗侵蚀能力;添加Cr2O3粉比添加ZrO2粉具有明显的提高材料性能的效果.     

基于铝酸镁尖晶石材料的化学机械抛光工艺技术研究

透明铝酸镁尖晶石(MgAl_2O_4)具有优异的光学性能,随着光电技术的发展,铝酸镁尖晶石的需求量日益增加,对其表面质量也提出更高的要求。分析了铝酸镁尖晶石材料的特性,针对铝酸镁尖晶石材料硬度大,加工效率低等难点,依据普林斯顿方程加工理论,采用化学机械方法对镁铝尖晶石进行抛光。通过实验研究了影响铝酸镁尖晶石研抛工艺过程的因素并对工艺参数进行了优化,使铝酸镁尖晶石表面质量及加工效率得到了有效提高。     

Effect of spinel content on the properties of phosphoric acid bonded high alumina castables

In order to study the effect of fused spinel on the properties of phosphoric acid bonded high alumina castables, samples with different contents of fused spinel were prepared. The results show that when the contents of the fused spinel are between 8% and 16% (mass fraction), the castables have good properties. The castables overcome the shortages of the phosphoric acid bonded high alumina castables with bauxite cement as a hardening promoter. The experiments demonstrate that most of the service properties of the castables with fused spinel are better than those of the normal phosphoric acid bonded castables which use bauxite cement as a hardening promoter. The examination of the materials indicates that free MgO inclusions in the spinel powder can promote the hardening of the castables.     

尖晶石LiCoxMn2-xO4材料电化学性能研究

为了提高LiMn2O4材料的性能,采用分步加热高温固相合法,合成了尖晶石型LiCoxMn2-xO4(x=0、0.04、0.08、0.1、0.12、0.16)材料,并在562 247方形实体电池LiCoxMn2-xO4/1M LiPF6-EC DEC EMC/MCMB体系中研究Co掺杂量对材料性能的影响.通过X射线衍射仪对LiCoxMn2-xO4材料结构进行了研究,发现随着Co掺杂量的增加,LiCoxMn2-xO4材料的晶胞参数不断变小,结构稳定性增加,循环性能得到提高,但材料的起始放电比容量不断减小,Co掺杂量为0.08～0.1时,材料的起始比容量较高,循环性能也均得到较大的提高.经过1 000次循环,材料的放电容量保持率在85%左右.Co的掺杂也提高了材料的高温性能及大电流工作能力,4倍率充放电时,放电容量为1倍率时的86%.     

Effect of LiF on the optical transmittance of magnesium aluminate spinel

The effect of LiF as a sintering aid to the optical transparency of magnesium aluminate (MgAl2O4) spinel ceramics is studied. The spinel ceramics is prepared in a process proved to be suitable for commercial production. LiF, in different concentrations ranging from 0-2.5 wt%, is doped into MgAl2O4 powders prepared by sol-gel method. Sample MgAl2O4 ceramic discs are fabricated by ball milling, cold pressing, and hot-pressing, or hot-isostatic-pressing of the powder mixtures. Optical transparency measurements show that, hot-pressed samples exhibit higher transparency when more LiF is added. While for hot-isostatic pressed samples, excessive LiF content leads to a decrease in optical transparency. The optimal LiF doping quantity is suggested for the present technique.     

尖晶石型MAl_2O_4(M=Cu、Ni)粉体的制备及其光电性能

采用柠檬酸法制备了尖晶石型粉体MAl2O4(M=Cu、Ni),并采用XRD、UV-vis对粉体进行表征。将两种粉体分别复合到TiO2光阳极中,测试MAl2O4(M=Cu、Ni)/TiO2复合光阳极的光电性能。结果表明,MAl2O4(M=Cu、Ni)纳米粒子为窄禁带半导体材料;将MAl2O4(M=Cu、Ni)纳米粒子复合到TiO2中,电池的性能都有所提高;当MAl2O4(M=Cu、Ni)纳米粒子的质量分数为2%时,电池性能最好,且CuAl2O4/TiO2复合薄膜电池的性能优于NiAl2O4/TiO2复合薄膜电池,转化效率分别提高了61%和30%。     

Effect of sintering time on the electrochemical properties of spinel LiMn_2O_4 synthesized by solid-state reaction

LiMn_2O_4 powder as a cathode materials for rechargeable lithium-ion batteries was prepared by solid-state reaction from Li_2CO_3 and electrolytic MnO_2 at different sintering periods(2,6,18,and 32 h).X-ray diffraction(XRD)patterns of the prepared samples are identified as the spinel structure with a space group of Fd(?)m.The lattice parameters almost remain the same as the sin- tering periods increase.The sample with a sintering period of 32 h shows good cycling performance at both low and high current densities,and also elevated temperature.It is believed that the excellent electrochemical behavior of this sample results from its good crystallinity and large grain size compared with other samples.Different electrochemical measurements were conducted to investi- gate the electrochemical properties of spinel LiMn_2O_4.     

掺杂元素Co、Cr、La对尖晶石型锰酸锂电化学性能的影响

采用高温固相法合成了掺杂Co、Cr、La元素的尖晶石型锰酸锂Li1.02Co0.02M1xM2yMn1.98-x-yO4电池材料;X射线衍射(XRD)表征所合成的产物呈现出良好的尖晶石型结构材料;扫描电子显微镜(SEM)显示合成材料均具有良好的粒径分布(2~3μm)及外貌。以该活性物质作为锂离子电池正极材料,经充放电测试研究表明:掺杂的尖晶石型锰酸锂正极材料Li1.02Co0.02M1xM2yMn1.98-x-yO4能够更好地抑制尖晶石型锰酸锂材料的可逆容量在充放电过程中的衰减,循环性能有了很大改善,表现出更好的电化学可逆特性,100次循环后放电容量仍能保持初始容量的95%以上。作为锂离子电池正极材料LiCoO2的替代材料,该研究为锰酸锂尖晶石型正极材料的改性提供了一种新方法。     

共沉淀法制备尖晶石型镍铁复合氧化物粉体的工艺与性能

对于溶液共沉淀法制备镍铁尖晶石前躯粉体的工艺进行了探索研究．以Fe（NO3）3和Ni（NO3）2的混合溶液为反应物,以碳酸钠为沉淀剂进行共沉淀反应;通过正交试验确定了在共沉淀过程中影响共沉淀粒度诸因素的主次顺序依次为：反应温度、搅拌速度、沉淀剂浓度、金属离子浓度;并通过反应温度和沉淀剂浓度对产率的影响试验,最终得到共沉淀反应沉淀的最佳条件．对于所制得的镍铁尖晶石陶瓷粉体检测结果表明：溶液共沉淀法得到的镍铁尖晶石前躯体粉末具有纯度高、粒度细的特点,并且制备出的镍铁尖晶石陶瓷材料的强度显著提高．