核化和晶化時(shí)間對頁巖飛灰微晶玻璃性能的影響

本文利用廢玻璃粉和廢陶瓷粉制備泡沫微晶玻璃，在確定配方范圍的基礎(chǔ)上，通過正交優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法，對制備泡沫微晶玻璃的燒成工藝制度進(jìn)行優(yōu)化，使之具有輕質(zhì)、高強(qiáng)、低導(dǎo)熱系數(shù)的優(yōu)良性能。結(jié)果表明：燒結(jié)溫度和發(fā)泡溫度對泡沫微晶玻璃比強(qiáng)度的影響顯著。確定了泡沫微晶玻璃的最優(yōu)燒成工藝制度為：燒結(jié)溫度1050℃，發(fā)泡溫度870℃，發(fā)泡時(shí)間35min。優(yōu)化燒成工藝制度下制備泡沫微晶玻璃試樣的表觀密度為450kg／m^3，抗壓強(qiáng)度為6．84mpa，導(dǎo)熱系數(shù)為0．045w／（m·k），吸水率為0．1％。

本文利用廢玻璃粉和廢陶瓷粉制備泡沫微晶玻璃,在確定配方范圍的基礎(chǔ)上,通過正交優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法,對制備泡沫微晶玻璃的燒成工藝制度進(jìn)行優(yōu)化,使之具有輕質(zhì)、高強(qiáng)、低導(dǎo)熱系數(shù)的優(yōu)良性能。結(jié)果表明:燒結(jié)溫度和發(fā)泡溫度對泡沫微晶玻璃比強(qiáng)度的影響顯著。確定了泡沫微晶玻璃的最優(yōu)燒成工藝制度為:燒結(jié)溫度1050℃,發(fā)泡溫度870℃,發(fā)泡時(shí)間35min。優(yōu)化燒成工藝制度下制備泡沫微晶玻璃試樣的表觀密度為450kg/m3,抗壓強(qiáng)度為6.84mpa,導(dǎo)熱系數(shù)為0.045w/(m·k),吸水率為0.1%。

為研究晶化溫度對sio2-al2o3-mgo-f系云母微晶玻璃的析晶特征的影響,將制得的基礎(chǔ)玻璃在不同晶化溫度下進(jìn)行熱處理。采用x射線衍射(xrd)、掃描電子顯微鏡(sem)分別對樣品進(jìn)行晶體組成分析和組織形貌觀察。結(jié)果表明:玻璃中析出的晶體主要是云母、柱晶石、莫來石和zro2晶體。在晶化溫度為730℃時(shí),玻璃樣品中只析出粒狀zro2晶體;在晶化溫度為790℃時(shí),玻璃中出現(xiàn)很多分相區(qū)域,分相促進(jìn)棒狀晶體和花形晶體析出;在晶化溫度為870℃時(shí),云母晶體開始析出,莫來石和柱晶石晶體為主晶相;在晶化溫度為950℃時(shí),玻璃中主晶相變?yōu)樵颇妇w;在晶化溫度為1030℃時(shí),片狀云母晶體定向排列。

探討caf2晶核劑不同添加量對廢碎建筑玻璃制微晶玻璃結(jié)構(gòu)及性能的影響。用xrd和sem及相關(guān)分析軟件表征不同樣品的晶相及微觀形貌并測試試樣的相關(guān)性能指標(biāo)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:添加caf2試樣中析出的主晶相是na2ca3si6o16、sio2、naca2fsio4,確定4%為最佳的caf2添加量,此時(shí)微晶玻璃析出晶相的總量為53.96%,對應(yīng)的性能指標(biāo)為:體積密度2.145g·cm-3,吸水率0.371%,抗折強(qiáng)度93.12mpa。

利用瓷土尾礦、廢瓷、粉煤灰等工業(yè)廢料作為主要原料制備微晶玻璃,不僅能夠有效解決工業(yè)廢棄物的環(huán)境污染問題,而且能夠?qū)崿F(xiàn)廢棄物的資源化利用。在配方設(shè)計(jì)中,瓷土尾礦、粉煤灰等固體廢料的用量可達(dá)原料總量的75%以上。但廢瓷粉的摻入會(huì)破壞微晶玻璃表層的析晶效果,由于廢瓷的種類繁多,其化學(xué)組成、所含雜質(zhì)及燒結(jié)溫度具有很大的差異性,會(huì)對微晶玻璃的熔融結(jié)晶產(chǎn)生較大影響。

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采用干壓成型和流延成型工藝制備cao-b2o3-sio2(cbs)系生坯。考察成型工藝對cbs微晶玻璃的燒結(jié)性能與介電性能的影響;用x線衍射儀(xrd)、掃描電鏡(sem)對試樣進(jìn)行表征。結(jié)果表明:與干壓成型相比,流延成型體系中沒有出現(xiàn)新的晶相,流延成型試樣的體積密度和收縮率有所增加,有利于介電常數(shù)提高和介質(zhì)損耗的降低;850℃燒結(jié)的流延成型試樣,體積密度達(dá)到2.58g/cm3,x、y軸收縮率均為15.35%,10ghz時(shí)介電常數(shù)和介電損耗分別為6.45和8×10-4,300℃的熱膨脹系數(shù)為12.02×10-6k-1,抗彎強(qiáng)度為161.18mpa,熱導(dǎo)率為1.9w/(m.k)。cbs微晶玻璃與ag電極高溫?zé)Y(jié)后金屬ag布線斷裂。金屬ag電極漿料與生料帶共燒時(shí),ag+能夠沿著基片表面不致密部分?jǐn)U散,而相對致密的晶相,能夠在一定程度上阻礙ag+擴(kuò)散。

嘗試用花崗巖尾礦制備cao-mgo-al2o3-sio2系微晶玻璃,并采用dsc、xrd和sem等測試手段研究mgo對微晶玻璃析晶和性能的影響。結(jié)果表明,隨著mgo含量的增加,玻璃轉(zhuǎn)變溫度和析晶峰溫度逐漸降低,玻璃析晶性能增強(qiáng)。當(dāng)引入mgo的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%時(shí),微晶玻璃的主晶相為鈣長石;當(dāng)mgo質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6%~12%時(shí),主要析出輝石,且質(zhì)量分?jǐn)?shù)為12%的mgo樣品析出的晶體中伴隨著部分堇青石。樣品的顯微硬度隨mgo的增加呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢,質(zhì)量分?jǐn)?shù)為9%的mgo樣品析出晶體的尺寸更均勻,其顯微硬度最高,為8.2gpa。

在cao-b2o3-sio2(cbs)系微晶玻璃中,添加p2o5和zno兩種晶核劑制成試樣,采用xrd和sem分析了試樣相組成和微觀形貌。研究了熱處理工藝對試樣燒成性能、力學(xué)性能和電學(xué)性能的影響。結(jié)果表明:試樣主晶相為casio3和cab2o4,隨著晶化時(shí)間的延長,介穩(wěn)態(tài)的ca2sio4相逐漸減少,主晶相增加,核化溫度升高,試樣的抗彎強(qiáng)度增加。核化溫度高于700℃,晶化時(shí)間超過2h,試樣的析晶能力降低,密度降低。690℃核化1h,875℃晶化15min所得試樣的性能較佳:密度為2.43g/cm3,εr為6.24,tanδ為1.2×10-3(10khz)。

研究了al2o3含量的變化對cao-al2o3－sio2系統(tǒng)微晶玻璃的燒結(jié)和析晶的影響規(guī)律。結(jié)合工業(yè)化生產(chǎn)，確定了合適的al2o3含量范圍。

垃圾焚燒飛灰電弧爐熔渣經(jīng)核化、晶化兩步處理制備微晶玻璃,采用差熱分析法研究了基礎(chǔ)玻璃的晶化行為,考察了晶化時(shí)間對微晶玻璃微觀結(jié)構(gòu)及理化特性的影響。結(jié)果表明:基礎(chǔ)玻璃的晶化指數(shù)為1.48,以表面析晶為主,其最佳熱處理制度為:核化溫度679℃、核化時(shí)間1.5h、晶化溫度985℃、晶化時(shí)間1.5h。微晶玻璃的主晶相為透輝石ca(mg,al)(si,al)_2o_6和少量普通輝石ca(mg,fe,al)-(si,al)_2o_6,在最佳熱處理?xiàng)l件下制得的微晶玻璃具有較高的抗彎強(qiáng)度、硬度、韌性及耐酸堿性等性能,有替代天然建材的潛力。

包鋼高爐水淬渣可以直接制備出主晶相為鎂黃長石的cao-al2o3-sio2系微晶玻璃,而熔融保溫時(shí)間對高爐水淬渣c(diǎn)ao-al2o3-sio2系微晶玻璃析晶方式和結(jié)晶活化能影響較大.現(xiàn)利用dta測試方法對高爐水淬渣c(diǎn)aoal2o3-sio2系微晶玻璃于1450℃熔融保溫1,30,60min后析晶動(dòng)力學(xué)參數(shù)進(jìn)行了測定,研究了熔融保溫時(shí)間對包鋼高爐水淬渣c(diǎn)ao-al2o3-sio2系微晶玻璃析晶活化能和晶化指數(shù)的影響.結(jié)果表明:隨著熔融保溫時(shí)間的延長,高爐水淬渣c(diǎn)ao-al2o3-sio2系微晶玻璃的析晶活化能e和頻率因子v都呈先上升后下降的趨勢,當(dāng)熔融保溫時(shí)間30min時(shí),其析晶活化能和頻率因子最小,分別為emin=308kj/mol,v=1.5×1013s-1;其晶化指數(shù)n先增大后減小的趨勢,熔融保溫時(shí)間為30min時(shí),n>4,此時(shí)高爐水淬渣c(diǎn)ao-al2o3-sio2系微晶玻璃整體析晶.

以46%的赤泥和48%粉煤灰為原料,采用燒結(jié)法制備了微晶玻璃,利用xrd、sem等分析試樣的物相及形貌,根據(jù)dta曲線,考察熱處理工藝對微晶玻璃性能的影響。結(jié)果表明:微晶玻璃的主晶相為鈣鋁黃長石;晶化溫度對微晶玻璃的吸水率和收縮率產(chǎn)生較大影響;隨著核化和晶化溫度的升高,微晶玻璃的抗壓強(qiáng)度、顯微硬度、體積密度均呈現(xiàn)先增加后減小的趨勢;在880℃核化2h,1160℃晶化2h的條件下,微晶玻璃的產(chǎn)品質(zhì)量符合jct872—2000《建筑裝飾用微晶玻璃》標(biāo)準(zhǔn)要求。

制備了具有不同硼含量的sm3+摻雜透輝石系微晶玻璃。采用x射線衍射儀、掃描電子顯微鏡、熒光光譜儀研究了該微晶玻璃的析晶及發(fā)光性能。由xrd、sem證實(shí),該系統(tǒng)玻璃屬表面析晶。隨著b2o3的增加,該系統(tǒng)玻璃更加容易分相。且b2o3的增加有助于次晶相方石英的析出。發(fā)射與激發(fā)光譜表明,b2o3外加量的增多使得微晶玻璃發(fā)光強(qiáng)度先增大后減小。

制備了具有不同硼含量的sm3＋摻雜透輝石系微晶玻璃。采用x射線衍射儀、掃描電子顯微鏡、熒光光譜儀研究了該微晶玻璃的析晶及發(fā)光性能。由xrd、sem證實(shí),該系統(tǒng)玻璃屬表面析晶。隨著b2o3的增加,該系統(tǒng)玻璃更加容易分相。且b2o3的增加有助于次晶相方石英的析出。發(fā)射與激發(fā)光譜表明,b2o3外加量的增多使得微晶玻璃發(fā)光強(qiáng)度先增大后減小。

垃圾焚燒飛灰玻璃化的控制參數(shù)

以cao–al2o3–sio2玻璃為基礎(chǔ),以cuo+cr2o3為著色劑,通過燒結(jié)法制備了綠色微晶玻璃,采用x射線衍射、掃描電子顯微鏡、色度計(jì)、熱膨脹儀和硬度計(jì)研究了al2o3、na2o和zno含量對綠色微晶玻璃晶相結(jié)構(gòu)、色度及性能的影響。結(jié)果表明:在所研究的成分范圍內(nèi),al2o3、zno和na2o含量的變化不改變綠色微晶玻璃的主晶相,但隨著al2o3加入量的增加微晶相減少,熱膨脹系數(shù)和密度減小,顯微硬度增大,顏色向褐綠色轉(zhuǎn)變;隨著na2o含量的增加,微晶玻璃的顏色逐漸純正,光澤度增加;隨著zno含量的增加,微晶玻璃的色度不變,但表面光澤度降低。

微晶玻璃

利用廢碎建筑玻璃制微晶玻璃,探討不同含量的na2sif6晶核劑對微晶玻璃結(jié)構(gòu)及性能的影響。用xrd和sem及相關(guān)分析軟件表征不同樣品的晶相及微觀形貌并測試試樣的相關(guān)性能指標(biāo)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:添加na2sif6晶核劑試樣中形成三種晶相:na2ca3si6o16、sio2、ca4f2si2o7,其中na2ca3si6o16和sio2為主晶相,na2sif6晶核劑能夠促進(jìn)玻璃析晶。確定na2sif6最佳添加量為8%。對應(yīng)的晶相(na2ca3si6o16、sio2、ca4f2si2o7)含量為54.56%,抗折強(qiáng)度為141.15mpa,體積密度為2.423g/cm3,吸水率為0.025%。

利用澆鑄法制備了mgo-al2o3-sio2微晶玻璃。采用示差掃描量熱法(dsc)、x射線衍射(xrd)、掃描電子顯微鏡(sem)等分析方法,研究玻璃組成中na2o對mgo-al2o3-sio2(mas)系統(tǒng)微晶玻璃的高溫粘度、結(jié)構(gòu)與析晶性能的影響。結(jié)果表明,摻入na2o后mas微晶玻璃高溫粘度有明顯的降低,并且隨著摻入量的增加玻璃的粘度逐漸降低。隨著na2o摻入量的增加,玻璃熔體的熔制溫度從a0的1552℃逐步降低到1494℃。未摻na2o的mas微晶玻璃主晶相為顆粒狀α-堇青石相,摻入后的微晶玻璃全部析出柱狀鎂橄欖石相。

微晶玻璃簡要概述 劉帥聰 （無機(jī)非金屬材料工程1301班,湖南工學(xué)院材料與化學(xué)工程學(xué)院 湖南衡陽421002） 摘要 微晶玻璃是通過基礎(chǔ)玻璃或其它材料在加熱過程中進(jìn)行控制晶化而得到的一種中含有 大量微晶體和玻璃體的復(fù)合固體材料。由于其機(jī)械強(qiáng)度高、熱膨脹性可調(diào)、抗熱震性好、耐 化學(xué)腐蝕、介電損耗低、電絕緣性好等優(yōu)越的綜合性能，已在許多領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。 關(guān)鍵詞微晶玻璃特點(diǎn)制備工藝應(yīng)用發(fā)展 briefintroductionofglass-ceramics shuaicongliu （inorganicnonmetallicmaterialsengineering1301class，hunaninstituteof technologydepartmentofmaterialandchemicalengineering

主要對鈦酸鉛系鐵電性微晶玻璃的介電性能做了研究,研制的微晶玻璃初始組成由形成主晶相的氧化物和形成玻璃相的氧化物構(gòu)成,經(jīng)過熔融、熱處理可以得到以鈦酸鉛為主晶相的微晶玻璃,分析了不同組成情況下微晶玻璃的介電性能。