烧结法合成镁铁铝复合尖晶石

以氢氧化铁、活性氧化铝和轻烧镁粉为原料,外加3％石墨,按质量比37:36:27进行配料,制得φ20 mm×10 mm的试样,经1550℃保温3 h和6 h高温烧成.采用XRD、SEM和EDS等手段对烧后试样的物相组成和显微结构进行表征.结果表明:经过XRD物相分析,保温3 h的试样中物相组成为镁铁铝复合尖晶石相、刚玉相和铁铝尖晶石相三相;保温6 h的试样中存在两种矿物相Mg8.13 Al14.75 Fe1.13O32和Al15.44 Fe6.16 Mg2.32O32;XRD精修处理后,保温6 h的试样中两种镁铁铝复合尖晶石的结构分别为(Mg0.23 Fe2+0.54 Fe3+0.06 Al0.17)Ⅳ(Mg0.03 Fe2+0.065 Fe3+0.02 Al0.88)ⅥO4.000和(Mg0.708Fe0.056Al0.237)Ⅳ(Mg0.154Fe0.0425Al0.8035)ⅥO4.000;通过SEM和EDS微观结构分析,保温3 h的试样由深灰色的FeO·Al2O3和浅灰色的镁铁铝复合尖晶石两种物质组成;保温6 h的试样中FeO·Al2O3和MgO·Al2O3互相扩散,生成两种镁铁铝复合尖晶石,一种呈灰色Mg含量低、Fe含量高,另一种呈亮白色Mg含量高、Fe含量低.     

烧结气氛对合成镁铁铝系复合尖晶石的影响

以电熔镁砂、活性氧化铝、氧化铁和石墨作为原料,按质量比24:61:10:5进行配料,制得φ20 mm×10 mm的试样,在空气气氛、还原气氛(埋碳)、氮气气氛三种不同烧结气氛条件下,1550℃ ×3 h高温处理.采用XRD、SEM、EDS等手段对烧后试样进行了表征.分析结果表明:在三种不同烧结条件下,都合成了铁含量不同的镁铁铝复合尖晶石;在还原气氛烧结条件下,试样中镁铁铝复合尖晶石相中铁是+2价的,在空气气氛和N2气氛烧结条件下,试样中镁铁铝复合尖晶石相中铁是+3价的;试样的晶面间距随铁固溶量的增加而增大;还原气氛烧结条件相比其他两种烧结气氛,晶粒尺寸大且合成率高.     

发泡法制备镁铝尖晶石轻质耐火骨料

用发泡法制备镁铝尖晶石轻质耐火骨料,采用X射线衍射、阿基米德排水法、透射偏光显微镜分别研究了试样的晶相、气孔率和气孔形貌,并通过断面图法计算试样的孔径分布。试样气孔结构是由泡沫形成和泡沫稳定性所决定的。结果表明:以十二烷基苯磺酸纳为发泡剂,加入量为0.5%(质量分数),陶瓷料浆温度控制在10℃,可以制得气孔率为59.81%、气孔平均孔径为60μm且分布均匀的镁铝尖晶石轻质耐火骨料。     

铁铝尖晶石加入量对镁铁铝尖晶石砖的性能影响

为了研究铁铝尖晶石加入量对镁铁铝尖晶石砖的性能影响,本实验以粒度为3~1 mm、1~0 mm、≤0.088 mm的97高纯镁砂和1~0 mm的电熔铁铝尖晶石为原料,讨论了铁铝尖晶石加入量分别为3%、6%、9%、12%和15%时镁铁铝尖晶石砖的性能,利用XRD分析了试样的物相变化,采用SEM分析了烧后试样的微观结构。结果表明:铁铝尖晶石加入量为6%时,镁铁铝尖晶石砖有较高的体积密度和耐压强度以及较低的显气孔率,铁铝尖晶石加入量越多,镁铁铝尖晶石砖的荷重软化温度越低,铁铝尖晶石加入量3%~6%之间为宜。从显微结构照片中可以看出铁铝尖晶石周围生成的尖晶石环和环形裂纹,这是高温过程中部分铁铝尖晶石与方镁石发生离子交换反应所致,这种结构对镁铁铝尖晶石砖的结构柔韧性起着一定的作用。     

镁铝尖晶石陶瓷的试制

对纯镁铝尖晶石陶瓷的生产进行了摸索，提出了合理的配方，并对合成、烧成等工艺过程进行了分析，尤其是对添加剂的使用进行了定性、定量的研究。     

水泥窑烧成带用镁铁铝尖晶石砖的研制

为了满足水泥窑烧成带用砖无铬化的要求, 以粒度3.5～1mm、<1mm、<0.088mm的高铁镁 砂和粒度<2mm的铁铝尖晶石为原料,分别讨论了 1500℃、1550℃、1600℃、1650℃的烧成温度和 5%、7%、9%、11%的铁铝尖晶石加入量对镁铁铝尖 晶石砖性能的影响。结果表明:当烧成温度为1600 ℃时,试样已烧结;当铁铝尖晶石加入量为7%时,试 样的耐压强度与粘结强度最高(用粘结强度表征材 料的挂窑皮性)。与直接结合镁铬砖相比,镁铁铝尖 晶石砖在热震稳定性方面更优于直接结合镁铬砖,而 在粘挂窑皮性能方面与其相近。     

铁铝尖晶石的合成及镁铁铝尖晶石砖的性能与应用

系统论述了铁铝尖晶石( FeO·Al2O3)的合成、铁的存在价态对镁铁铝尖晶石砖性能的影响,并阐述了采用预合成铁铝尖晶石制备的镁铁铝尖晶石砖在水泥窑上的出色使用性能,指出其完全可以替代现有镁铬砖,是水泥回转窑烧成带用耐火材料的发展方向;同时还指出了镁铁铝尖晶石砖未来的研究方向是降低砖的热导率以及控制铁铝尖晶石合成气氛的简单化.     

反应烧结铁铝尖晶石添加量对镁铁铝尖晶石耐火材料性能影响

以反应烧结铁铝尖晶石和镁砂为原料,研究了添加1％、3％、5％、7％、9％和11％反应烧结铁铝尖晶石对制备镁铁铝尖晶石耐火材料的性能影响。利用XRD分析试样的物相组成,SEM观察试样的微观结构。结果表明：在1％～11％范围内,随着铁铝尖晶石添加量的增加,镁铁铝尖晶石耐火材料的热震稳定性和挂窑皮性能提高,但荷重软化温度降低;铁铝尖晶石加入量为5％时,镁铁铝尖晶石耐火材料有较大的体积密度、较高的常温耐压强度和较小的显气孔率。     

煤熔渣对镁铝尖晶石质耐火材料的侵蚀机制

为了实现水煤浆气化炉炉衬材料的无铬化,研究开发合适的耐火材料代替水煤浆气化炉用高铬砖,以尖晶石骨料及细粉、α-Al_2O_3微粉和轻烧Mg O微粉为原料,于1 600℃保温5 h烧成,制备了φ50 mm×40 mm、内孔为φ25 mm×25 mm的镁铝尖晶石质坩埚试样。采用静态坩埚法,借助XRD、SEM+EDS研究了高温煤熔渣对试样的侵蚀行为。结果表明:1)侵蚀后的镁铝尖晶石材料结构疏松,出现较明显的裂纹,煤熔渣完全渗入试样内部。2)经煤熔渣侵蚀后的镁铝尖晶石材料,物相组成发生变化,除原有的镁铝尖晶石外,还有新物相镁铁铝复合尖晶石相存在。3)煤熔渣对镁铝尖晶石材料的侵蚀机制是物理渗透为主,化学熔蚀为辅。     

TiO2对电熔合成镁铝尖晶石的影响

以轻烧氧化镁粉、工业氧化铝为原料合成电熔镁铝尖晶石材料,重点研究二氧化钛为添加剂对电熔合成镁铝尖晶石的物相组成,显微结构的影响,通过XRD,SEM分析试样的物相组成、晶胞参数和断口的微观形貌.研究发现:二氧化钛为外加剂可以增大镁铝尖晶石的晶胞参数、提高材料的体积密度进而改善材料的烧结性能,并且随着二氧化钛加入量的增加镁铝尖晶石的晶胞参数和晶胞体积呈现先增大后减小的变化规律.分析认为由于二氧化钛、钛酸镁固溶到镁铝尖晶石中促使镁铝尖晶石的晶胞参数和晶胞体积增大,而过量的钛酸镁位于晶界阻碍镁铝尖晶石的长大,导致镁铝尖晶石的晶胞参数和晶胞体积减小.在电熔法制备镁铝尖晶石时,二氧化钛的加入量不宜超过5wt%.     

回转窑烧成带用镁铁铝尖晶石砖的研制与应用

以新理论、新工艺合成出了结晶完好、质地均匀的铁铝尖晶石,并以合成的铁铝尖晶石为原料制备了镁铁铝尖晶石砖。大量应用结果表明,研制的镁铁铝尖晶石砖具有窑皮形成迅速、稳定、导热率小及使用寿命长等优点,总体性能超过了镁铬砖,满足了大型回转窑烧成带的无铬化要求。     

镁铝尖晶石复合耐火材料的发展

研究了尖晶石成分对镁铝尖晶石复合耐火材料性能的影响,耐火材料应用的MgO—MgAl2O4复合材料的制备以及添加硅酸锆和铬矿对镁铝尖晶石基耐火材料的显微结构和体积密度的影响。在采用断口显微分析进行热震处理前后,测定了镁铝尖晶石复合材料的断裂行为,还测定了断裂功、杨氏模量以及热震后残留的强度值。     

等离子体反应合成铁铝尖晶石基复合材料

用喷雾造粒工艺制备了Fe2O3–Al复合粉体,通过等离子喷涂工艺制备出FeAl2O4基复合材料。对Fe2O3–Al复合粉颗粒在等离子体焰流内的状态变化、反应动力学、反应产物和急冷后材料的组织结构进行研究。结果表明：Fe2O3–Al复合粉颗粒在沉积前的温度为3 274.5℃,速率为179 m/s,主要反应产物为Fe–Al...     

镁铝尖晶石基耐火材料的最新研究进展

综述了镁铝尖晶石基耐火材料的最新研究进展 ,介绍了合成镁铝尖晶石原料的几种新方法 ,重点介绍了镁铝尖晶石原料合成的最新研究进展 ,如添加剂、气氛、原料活性等对镁铝尖晶石原料烧结性的影响 ,同时也简介了镁铝尖晶石基耐火材料的高温使用性能 ,如抗渣性、热震稳定性等。     

利用提钛尾渣制备六铝酸钙-镁铝尖晶石多孔材料

以攀钢提钛尾渣(≤0.088mm)和工业氧化铝(d50=8.79μm)为原料,采用浇注成型制备出六铝酸钙-镁铝尖晶石多孔材料,研究了烧成温度和尾渣加入量对六铝酸钙-镁铝尖晶石材料的性能和显微结构的影响。结果表明:(1)随烧成温度的升高和尾渣加入量的增大,材料体积密度和耐压强度逐渐增大。(2)1550℃烧后材料中六铝酸钙的相对生成量最大;当提钛尾渣与工业氧化铝的质量比为30:70时,1500℃烧后材料中主晶相为六铝酸钙和镁铝尖晶石;其质量比为35:65时,除了六铝酸钙和镁铝尖晶石外还残留有少量的二铝酸钙。(3)SEM分析发现镁铝尖晶石弥散分布在六铝酸钙中,六铝酸钙晶体呈较厚的板片状;材料的孔径主要集中在1～3μm,平均孔径和体积中位径分别为1.75和1.39μm。     

水热合成法制备镁铝尖晶石工艺条件研究

通过水热合成法制备镁铝尖晶石前驱物,在焙烧条件下进行了试验研究,制备理想的超细镁铝尖晶石。研究结果表明,获得理想镁铝尖晶石的条件为：以尿素作结构调变助剂、NH₄F作矿化剂,合成温度180 ℃、焙烧温度 550 ℃。     

成型压力与热处理温度对合成镁铝尖晶石材料的影响

以特级铝矾土和轻质氧化镁为主要原料,按m(Al2O3):m(MgO)=2.54配料,采用一步烧结法制备尖晶石材料,研究了成型压力(分别为25、50、75、100、125、150 MPa)和热处理温度(分别为1 250、1 300、1 350、1 400、1 450、1 500、1 550℃)对合成材料的物相组成、显微结构、体积密度、显气孔率、荷重软化温度的影响。结果表明:1)以50 MPa压力成型的试样在1 450℃保温4 h热处理后显气孔率最小,以100、125和150 MPa成型的试样在1 450℃保温4 h热处理后存在开裂或扭曲现象;2)1 250~1 550℃热处理后试样的主晶相均为MgAl2O4,MgAl2O4晶粒随热处理温度的升高逐渐发育完整并长大;3)随着热处理温度的升高,试样的致密度逐渐升高,但以1 400℃为转折点,致密度升高速率前高后低;4)随着热处理温度的升高,试样的荷重软化温度逐渐升高。     

镁铁铝尖晶石砖的应用进展

1烧成带耐火材料的无铬化对占世界水泥总量50%的中国水泥工业来说,降低污染排放强度尤为重要,尤其是水泥中的剧毒六价铬。水泥中的六价铬主要来源于回转窑烧成带的镁铬质耐火材料。     

镁砂与电熔合成铁铝尖晶石-刚玉复合材料的反应

以电熔合成铁铝尖晶石-刚玉复合材料和电熔镁砂为原料制备了铁铝尖晶石-镁铝尖晶石复合材料。检测了各烧后试样的线变化率、体积密度和显气孔率,并用XRD、SEM等研究了镁砂与电熔铁铝尖晶石-刚玉复合材料之间的反应,结果未发现有单一的镁铝尖晶石相生成,在高温下,MgO与铁铝尖晶石-刚玉之间存在互扩散,形成镁铝尖晶石和铁铝尖晶石固溶体;随着镁砂细粉加入量的提高,镁铝尖晶石向铁铝尖晶石中的固溶量加大;当电熔铁铝尖晶石-刚玉复合材料以颗粒加入时,发现在某些铁铝尖晶石颗粒周围存在环形裂纹;随着镁砂加入量的提高,试样的显气孔率下降,体积密度增大。     

铁铝尖晶石的合成及应用研究进展

较系统地介绍了铁铝尖晶石的合成机制,并对铁铝尖晶石的合成方法特点进行了对比,同时还对比了以铁铝尖晶石为原料制备的氧化镁-铁铝尖晶石砖与其他水泥回转窑烧成带常用砖的基本性能与特点,指出铁铝尖晶石是一种非常有使用前景的水泥回转窑衬砖用耐火原料。