Bi2O3对堇青石陶瓷的烧结行为、相变和热膨胀性能的影响

采用X射线衍射仪、差热分析仪和热膨胀仪等手段研究了由氧化物粉末(MgO、Al2O3和SiO2)制备堇青石陶瓷时，添加Bi2O3对堇青石陶瓷相变和性能的影响，分析了Bi2O3在饶结过程中的作用机理是低温产生液相促进烧结。试验表明，Bi2O3能明显降低饶结温度，在1250℃烧成3h后的陶瓷是由α堇青石和少量的μ堇青石组成。随着Bi2O3含量增加，陶瓷的致密度和热膨胀系数逐渐升高。Bi2O3的添加量(质量分数)为0．04，原料相石英消失。Bi—O膨胀系数较Si—O的大和Bi^3 离子进入堇青石晶格中是引起堇青石陶瓷热膨胀系数升高的主要原因。     

Bi_2O_3对堇青石陶瓷的烧结行为、相变和热膨胀性能的影响

采用X射线衍射仪、差热分析仪和热膨胀仪等手段研究了由氧化物粉末 (MgO、Al2 O3 和SiO2 )制备堇青石陶瓷时 ,添加Bi2 O3 对堇青石陶瓷相变和性能的影响 ,分析了Bi2 O3 在烧结过程中的作用机理是低温产生液相促进烧结。试验表明 ,Bi2 O3 能明显降低烧结温度 ,在 12 5 0℃烧成 3h后的陶瓷是由α堇青石和少量的 μ堇青石组成。随着Bi2 O3 含量增加 ,陶瓷的致密度和热膨胀系数逐渐升高。Bi2 O3 的添加量 (质量分数 )为 0 .0 4 ,原料相石英消失。Bi-O膨胀系数较Si-O的大和Bi3 + 离子进入堇青石晶格中是引起堇青石陶瓷热膨胀系数升高的主要原因。     

用粉煤灰和菱镁矿低温制备堇青石质多孔材料

在粉煤灰中添加不同比例菱镁矿,于1 200、1 250℃和1 300℃烧成温度下制备出堇青石质多孔耐火材料。研究表明：菱镁矿在烧成过程中于700℃分解产生CO2,起到造孔剂和发泡剂的作用,分解生成的MgO将与粉煤灰中的Al2O3、SiO2反应生成堇青石;随着菱镁矿添加量的增加,粉煤灰中Al2O3和SiO2与MgO的反应更完全,主要生成堇青石和少量镁橄榄石;当菱镁矿添加量过多时,新生成的MgO与粉煤灰中SiO2反应,产生液相过多,造成部分气孔封闭,使得烧成后试样的显气孔率随菱镁矿添加量的增加呈先增加后减小的趋势。优化烧成工艺条件为1250℃并保温3h,当菱镁矿添加量为15%（质量分数）时,制备出显气孔率达48%、孔径为20～40μm、体积密度为1.27g/cm3、抗压强度为38MPa、抗折强度为29MPa的堇青石质多孔材料。     

化学组成对合成堇青石显微结构和高温性能的影响

研究了化学组成对合成堇青石材料显微结构和高温性能的影响。研究发现 ,当配料中的Al2 O3含量在理论组成的 5 %范围内变化时 ,对合成堇青石材料的显微结构和高温性能产生明显影响。其中Al2 O3与SiO2 或Al2 O3与MgO的质量比的增大有利于改善堇青石材料的显微结构和提高其高温性能。合成的堇青石材料在 12 5 0℃下的高温抗折强度为 16～ 18MPa ,0 .2MPa荷重下 10h后的蠕变率为 - 0 .0 79%。     

Bi2O3对堇青石陶瓷的相组成、微观结构和性能的影响

采用X射线衍射、扫描电镜、差热分析和热膨胀仪等手段研究了由氧化物粉末(MgO，Ai2O3和SiO2)制备堇青石陶瓷时，添加Bi2O3对堇青石陶瓷相变、相组成和性能的影响，Bi2O3在烧结过程中的作用机理是低温产生液相促进烧结。试验表明，在1350℃烧结3h，该陶瓷由堇青石和孤立分布的玻璃相组成。随Bi2O3含量增加，陶瓷的致密度、弯曲强度和热膨胀系数逐渐升高。Bi2O3的添加量(质量分数)大于4％时，原料相石英消失。硅氧网络骨架结合力减小和一定量的玻璃相是引起堇青石陶瓷热膨胀系数升高的主要原因。     

高纯堇青石合成技术研究

分析研究了三种矿化剂对轻烧氧化镁－工业氧化铝－硅石粉系统合成堇青石的矿化机理。合成出了堇青石相90％、热膨胀系数α＝2．6×10-6℃－1（20～1000℃）,晶体发育良好、外观雪白的高纯（Al2O3＋MgO＋SiO2≥98．5％）堇青石熟料。     

不同铁源对制备堇青石蜂窝陶瓷的影响

以SiO2粉、Al2 O3粉、MgO粉为原料,Fe2 O3、FeCl3和Fe2(NO3)3为外加剂,在空气气氛下经1400℃3 h烧成制备堇青石蜂窝陶瓷,研究以不同铁源做外加剂对堇青石蜂窝陶瓷的物相组成、显微结构和孔径分布的影响.采用XRD和SEM对烧成后试样进行物相组成分析和显微结构检测.结果表明:Fe2 O3作为外加剂时,堇青石晶粒呈短柱状且排布方向一致,并且显微结构中有少量的微裂纹,孔径在5μm处出现分布峰值;而FeCl3和Fe2(NO3)3为外加剂时,显微结构中熔融相较多,堇青石颗粒部分呈短柱状,且部分晶粒排布方向不一致.     

MgO-Al2O3-SiO2-TiO2-CeO2微晶玻璃的相转变

通过DTA，XRD，TEM，SEM和EDS等测试手段，研究了MgO—Al2O3一SiO2一TiP2-CeO2微晶玻璃的相转变过程。研究结果表明：退火后的原始玻璃已存在液相分离结构。在热处理过程中硅钛铈矿(Ce2Ti2Si2O11)首先在840℃从富含Ti^4 ，Ce^4 的孤立液滴相中析出。金红石(TiO2)晶核于950℃开始形成。α堇青石相在1140℃左右从富含Si^4 ，Al^3 的玻璃相中大量生成。当温度升高到1205℃时，部分硅钛铈矿分解并与残余玻璃相反应生成金红石和新相氧化铈。通过控制晶化得到的MgO—Al2O3-SiO2-TiO2—CeO2微晶玻璃，其晶相由硅钛铈矿、金红石、α堇青石及少量氧化铈构成。     

SiO2/Al2O3摩尔比对堇青石微晶釉结构与性能的影响

以矿物为主要原料采用生料釉法制备堇青石微晶釉,探究了不同SiO2/Al2O3摩尔比对堇青石微晶釉结构和性能的影响。通过高温显微镜、XRD、FT-IR、SEM等对堇青石微晶釉进行了测试表征,并测试其热膨胀系数、釉面硬度和白度。结果表明:随着SiO2/Al2O3摩尔比从7.7降低到3.5,釉的流动性先提高后降低,釉中存在的主晶相由单一顽火辉石转变为顽火辉石和α-堇青石共存再到单一α-堇青石最后转变为α-堇青石和镁铝尖晶石。且釉中α-堇青石含量先增加后减少,热膨胀系数先降低后升高,釉面硬度先增大后减小,白度先减小后增大;当SiO2/Al2O3摩尔比为4.0时,样品的综合性能最佳,α-堇青石含量最高,为19.8%,釉的热膨胀系数为4.37×10-6(600℃),釉面硬度为6.9 GPa,白度为69.1 Wb。     

镁铝硅系堇青石基微晶玻璃的制备及性能研究

采用高温熔融法制备了MgO-Al2O3-SiO2 (MAS)系堇青石基微晶玻璃.借助X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)及热膨胀系数仪研究了晶化热处理工艺、MgO/Al2O3质量比以及晶核剂种类(TiO2/ZrO2)与含量对MAS系堇青石基微晶玻璃理化性能和晶化特性的影响.结果表明:在核化温度750℃、保温时间1h,晶化温度1050℃、保温时间2.5h,升温速率5 ℃/min时,微晶玻璃中堇青石含量最高,析晶性能最好;当MgO/Al2O3质量比为1左右时,在30 ～ 700℃温度范围内,平均热膨胀系数最小,在4.4 ～4.8×10-6K-1范围内可调;TiO2是MAS系堇青石基微晶玻璃的有效晶核剂,而ZrO2的加入并不利于基础玻璃的晶化.