大理石粉体低温烧结人造石的强韧化研究

以废大理石粉体为原料,低温烧结制备人造石,研究莫来石纤维和片状氧化铝对人造石的增强增韧及其机理.利用偏光显微镜和扫描电子显微镜分析人造石烧结致密度和显微结构,采用三点弯曲试验和压痕法测试人造石的抗弯强度和断裂韧度.结果表明,添加单一强化材料时,人造石抗弯强度和断裂韧度随着添加量增大,呈现出先升高后降低的趋势;添加两种材料复合强韧化时,人造石力学性能提升幅度最大,人造石抗弯强度和断裂韧度达到最大值,分别为65.8 MPa和1.37 MPa·m1/2.     

利用镍铁渣及粉煤灰制备CMSA系微晶玻璃的研究

铁合金渣数量多,利用率低,已经成为制约铁合金行业可持续发展的重要因素.为了拓宽铁合金渣新的利用途径,本文以镍铁渣为主要原料,协同利用粉煤灰制备了CaO-MgO-Al2O3-SiO2 (CMAS)系微晶玻璃.试验结果表明,完全利用镍铁渣和粉煤灰两种固废能够制备出性能良好的微晶玻璃.随着镍铁渣掺量从40％增加到55％时,微晶玻璃最佳成核、晶化温度变化不明显,但其抗折强度从66 MPa增加到87 MPa,相应体积密度增大3％,收缩率增大15％,吸水率降低95％.当镍铁渣掺量增加时,微晶玻璃中钙长石和顽辉石相对含量随着增大,而石英和尖晶石相对含量减少.晶相变化和微观结构致密性增加是导致微晶玻璃性能变化的一个主要原因.当镍铁渣掺量为55wt％,粉煤灰掺量为45wt％时,所制备的微晶玻璃抗弯强度为86.76 MPa,吸水率为0.09％,析出的主晶相为钙长石和顽辉石,辅晶相为尖晶石.     

TiO2含量对高炉渣微晶玻璃结构和性能的影响

利用高炉渣并添加辅料制备了基础玻璃,对基础玻璃进行热处理制备出以钙长石为主晶相的微晶玻璃.运用DSC、XRD、SEM等测试方法,综合分析TiO2含量对高炉渣微晶玻璃结构和性能的影响.结果表明:随着TiO2含量从1.29wt％增加至5.29wt％,微晶玻璃析晶温度逐渐降低,微晶玻璃主晶相均为钙长石、次晶相均为透辉石,微晶玻璃的体积密度、显微硬度及抗折强度呈现上升趋势.当TiO2含量为5.29wt％时,样品机械性能最好,体积密度为2.738 g·cm-3,抗折强度为79.8 MPa,显微硬度为930.2 HV.     

CaF2含量对熔融态高炉渣微晶玻璃析晶及性能的影响

利用液态高炉渣为主要原料,采用熔融法制备了微晶玻璃.借助DSC、XRD、SEM等分析测试方法研究了CaF2含量对高炉渣微晶玻璃析晶及性能的影响.试验结果表明,CaF2能够有效降低微晶玻璃的形核析晶温度,促进微晶玻璃析晶.微晶玻璃中晶体含量随着CaF2含量的增加而增加.当CaF2含量小于4％时,微晶玻璃的晶相为透辉石、普通辉石和钙镁黄长石;当CaF2含量大于4％时,析出了新晶相枪晶石.最终确定CaF2的最佳添加量为6％,此时微晶玻璃结晶度高,平均晶粒粒度100 nm,体积密度2.81 g/cm3,吸水率0.04％,耐酸腐蚀性98.92％,耐碱腐蚀性99.98％,抗弯强度173.41MPa.     

酸洗硼镁渣微晶玻璃的研究

对以酸洗硼镁渣为主要原料制造微晶玻璃进行了研究,利用ＤＴＡ,ＸＲＤ,ＳＥＭ等手段研究了组成对析晶性能的影响,并测试了部分性能。结果表明,在酸洗硼镁渣利用率达６０％,添加适量的长石,方解石等原料情况下,可获得主晶相为透辉石和透辉石与钙长石固溶体的性能良好的微晶玻璃。     

沥青及聚丙烯纤维增韧粉煤灰-矿渣基地质聚合物的制备

本文采用双掺沥青和聚丙烯纤维对碱激发粉煤灰-矿渣基地质聚合物进行了强化增韧研究.结果表明当沥青及聚丙烯纤维掺量分别为1wt％和0.6wt％时,地质聚合物28 d龄期表现出9.7 MPa的最高抗折强度.XRD物相分析结果表明,双掺沥青和聚丙烯纤维对该地质聚合物的物相结构没有造成影响.SEM结合断裂韧度计算结果发现纤维与地质聚合物基体结合紧密,纤维的拔出长度较长,表明聚丙烯纤维可以提高试件的断裂韧度,达到增韧效果.     

钢渣熔态提铁后的二次渣制备微晶玻璃的实验研究

以钢渣提铁后的二次渣为原料,采用烧结法制备建筑装饰用的微晶玻璃.研究表明:随着二元碱度的升高,玻璃料中全铁含量先降低后略微增加,而显微硬度先增加后降低;在一定范围内,铁含量增加,对制备的微晶玻璃的显微硬度和抗压强度产生不利影响;二次渣碱度0.7时为最佳配方,其主晶相为钙长石和钙铝黄长石,显微硬度为3.87 GPa,抗弯强度为37.5 MPa,抗压强度为146.91 MPa.     

晶化温度对钨尾矿微晶玻璃析晶性能的影响

以广东韶关梅子钨尾矿和相应化学试剂为原料,通过熔融法制备了硅灰石为主晶相,钙长石为次晶相的微晶玻璃。采用差热扫描(DSC)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等手段研究了晶化温度对微晶玻璃样品的析晶性能、微观结构的影响,测试了样品的耐酸耐碱性、密度、抗弯强度、显微硬度等性能。结果表明:随着晶化温度的升高,微晶玻璃样品中晶粒逐渐长大,由球型晶体发育成杆状晶体;在850~1050℃热处理的微晶玻璃,其密度、抗弯强度和显微硬度都随着晶化温度的升高逐渐增加,950℃时微晶玻璃性能最优,耐酸性为0.19%、耐碱性为0.18%、密度达2.82g/cm~3、抗弯强度达97.52 MPa、显微硬度达527 MPa,1000℃时,微晶玻璃的性能不同程度的降低可能是因为晶相转变或晶相分布造成不致密结构引起的。     

利用新疆高炉渣制备微晶玻璃的研究

以新疆高炉渣为原料,辅以少量钾长石为助熔剂,采用直接烧结法制备高炉渣微晶玻璃.利用DSC、XRD及SEM等测试手段,对微晶玻璃热处理制度、物相组成及显微结构进行了研究并探讨了粉体粒度大小和钾长石含量对微晶玻璃性能的影响.结果表明,微晶玻璃主晶相为钙镁黄长石,晶体呈颗粒状.样品的各项性能和析晶能力随粉体粒度减小而增大,钾长石对微晶玻璃析晶能力有一定促进作用,但随着粉体粒度的减小而逐渐减弱.钾长石含量过高时,导致玻璃内液相过多而影响制品的力学性能.由球磨60 h的粉体添加5wt％钾长石制备的样品各项性能最好,密度为2.81 g/cm3,抗弯强度为87.76 MPa,显微硬度为5.60 GPa.     

热处理制度对微晶泡沫玻璃性能的影响

以粉煤灰为主要原料,用CaCO3作为发泡剂,Na3PO4·12H2O作为稳泡剂,制备出了性能优良微晶泡沫玻璃。研究了发泡温度、发泡时间等因素对微晶泡沫玻璃性能的影响。结果表明,随着发泡温度的升高和保温时间的增加,体积密度均先减小后增大,最佳发泡温度1025℃,发泡时间30min。析出的晶体有钙长石CaAl2Si2O8、普通辉石Ca(Mg,Fe,Al)(Si,Al)2O6;密度为1.02g.cm-3;热膨胀系数为7.51×10-6/℃;抗压强度为19.2MPa;抗弯强度为16.3MPa。