工业废料在耐火材料中的应用现状和进展

简单介绍了工业废料的现状,重点阐述了废料在耐火材料中的研究与应用现状,以及废弃料合成耐火原料的方法、再利用途径和发展前景。

铬矿对镁质浇注料性能的影响

在以8～5mm(18%,质量分数,下同)、5～3mm(18%)、3～1mm(22%)的97高纯镁砂和≤1mm(12%)的97电熔镁砂为骨料,≤0.088mm(20%)的97电熔镁砂,SiO2微粉(2%),α-Al2O3微粉(5%),亚白刚玉粉(3%)为基质细粉,六偏磷酸钠等为复合分散剂的镁质浇注料基础配方中,分别用5%、8%、15%的铬矿砂(0.833～0.178mm和≤0.088mm的混合料)等量替代≤0.088mm的电熔镁砂制成不同铬矿含量的镁质浇注料试样。分别测试样经110℃24h、1100℃3h和1550℃3h处理后的线变化率、显气孔率和抗折强度,并利用SEM和EDX分析1550℃3h处理后试样的显微结构。结果表明:(1)镁质浇注料中加入适量的铬矿,有利于提高方镁石晶粒间的直接结合强度,使材料抗折强度提高,显气孔率下降;适量微裂纹的产生有利于浇注料抗热震性的提高。铬矿的适宜加入量为5%～8%。(2)SEM和EDX分析表明,试样经1550℃3h处理后,铬矿和镁砂呈相互扩散,并脱溶出二次尖晶石,增强了晶粒间的直接结合程度,从而有效地提高了镁质浇注料的力学性能。

α-Al_2O_3及亚白刚玉粉对镁质浇注料物理性能的影响

以高纯镁砂（8～5mm．5～3mm，3～1mm）和电熔镁砂（≤1mm）为骨料．电熔镁砂细粉、α-Al2O3微粉、亚白刚玉粉、镁铝尖晶石细粉及uf—SiO2微粉为基质，按骨料：细粉=70：30进行配制镁质浇注料。实验中用5％、10％、15％、20％的α-Al2O3与亚白刚玉粉组成的混合物取代等量的镁砂细粉，研究了添加物对镁质浇注料物理性能的影响。

尖晶石对Al_2O_3-SiC-C质铁沟浇注料性能的影响

以新型亚白刚玉（8～5mm、5～3mm、3～1mm、≤1mm、≤0．044mm）、SiC（≤1mm、≤0．088mm）、尖晶石粉（≤0．044mm）、SiO2微粉、α-Al2O3微粉、铝酸钙水泥、Si粉和球状沥青等为主要原料，在Al2O3-SiC—C质铁沟浇注料的配料组成中分别加入质量分数为0、4％、7％、10％、13％的镁铝尖晶石粉，混练均匀后振动成型为40mm×40mm×160mm的条状试样和＋50／20mm×50／20mm的坩埚试样，经110℃24h和1450℃3h热处理后测定试样的体积密度、显气孔率、常温抗折强度、常温耐压强度、烧后线变化率和抗渣性能，并且进行了XRD、SEM和EDS分析。结果表明：加入适量镁铝尖晶石粉后，由于改善了试样的成型密度，促进了试样的烧结，因而提高了试样的密度、强度、体积稳定性和抗渣性；但是，由于尖晶石和刚玉的热膨胀系数不同，加入过多的镁铝尖晶石粉会导致试样中产生过多的微裂纹，从而对试样的密度、强度、体积稳定性和抗渣性不利；本试验中，尖晶石粉的最佳加入量（质量分数）为10％；尖晶石加入量为10％的试样中有长度为30～80μm的SiC晶须生成，并且其颗粒与基质之间结合紧密。

冲击板用镁质浇注料的组成对其性能的影响

以高纯镁砂、电熔镁砂、α-Al2O3微粉、亚白刚玉粉、镁铝尖晶石粉及SiO2微粉为原料,制备了冲击板用镁质浇注料。研究了添加MA尖晶石(质量分数分别为0、5%、8%、12%)及α-Al2O3微粉与亚白刚玉粉混合物(质量分数分别为5%、10%、15%、20%)对浇注料性能的影响。结果表明:(1)MA尖晶石添加量为8%时,经1550℃3h和1100℃3h烧后试样的抗折强度都比较高,两者强度比接近1,可判断材料的抗剥落性和抗热震性较好;固定MA尖晶石添加量为6%,α-Al2O3微粉与亚白刚玉粉混合物加入量在5%～10%范围内,试样高、中温烧后强度比更趋近1,具有更好的抗剥落性和抗热震性。(2)SEM分析显示了方镁石与MA尖晶石颗粒多呈直接结合,这有利于提高材料的高温强度。(3)添加的MA尖晶石作为晶核,能促进α-Al2O3微粉和亚白刚玉粉与MgO反应形成原位尖晶石,同时促进烧结和部分抑制MA尖晶石生成时过度的体积膨胀。

煤矸石在高温材料中的研究进展

简要介绍了煤矸石的构成、来源及危害;论述了煤矸石在耐火材料中的可行性分析研究;详细阐述了煤矸石在耐火材料中的研究和应用现状,及其对未来的展望。

光纤光栅传感器的研究与应用

介绍了光纤光栅传感器的技术优势。阐述了光纤光栅传感器的基本结构和布拉格光纤光栅的工作原理,分析了光纤光栅对温度和应变区分测量的机理,并从不同角度归纳出光纤光栅传感的温度、应变同时区分测量的技术方案,最后简单介绍了光纤光栅的应用。

基于VAD法制备的低水峰G.657.B3光纤设计与性能研究

为了研究G.657.B3光纤的折射率剖面结构对光学性能的影响,通过设计凹陷沟槽结构的折射率剖面和相应剖面参数(ba值、c、Δnc-和Δn+),并以适宜的气相轴向沉积(VAD)法工艺、熔融技术以及拉丝条件改善光纤的弯曲损耗,满足光纤传输所需的截止波长、模场直径和低水峰的要求。将工艺优化后所制备的光纤预制棒进行拉丝与测试,结果表明:光纤在1383 nm波长处水峰值降低至0.278 dB/km;在1550 nm、1625 nm波长处,弯曲半径为5 mm绕1圈时的宏弯典型值分别是0.081 dB、0.188 dB,完全满足ITU-T G.657.B3的指标需求。

弯曲不敏感低损耗大有效面积G.654.E光纤的研究

针对光纤损耗与非线性效应会导致光纤弯曲性能劣化的问题,设计了具有沟渠层、过渡层和适宜包芯比的折射率剖面结构G.654.E光纤,研究了G.654.E光纤的波导结构对衰减、光学性能的影响。试验结果表明:在1550 nm和1625 nm波长处,光纤的衰减典型值分别是0.162 dB/km、0.178 dB/km;弯曲半径为10 mm、绕1圈时的宏弯损耗分别低于0.04 dB、0.06 dB;弯曲半径为30 mm、绕100圈时的宏弯损耗典型值分别是0.008 dB、0.015 dB;光纤在1550 nm波长处的有效面积典型值可达130μm^(2)。

RoF技术在光通信领域中的研究与应用

第四代无线接入网在未来通信网络中具有广阔的应用前景。首先描述了RoF(Radio over Fiber)的基本原理,阐述了RoF技术中毫米波产生的原因,分析了如何控制色散、非线性效应等技术问题,最后简单介绍了RoF技术的应用。

基于六西格玛方法的G.657.B3光纤研发方案

为了解决光通信领域中光纤产品在研发-生产阶段存在试验周期长、研发成本高和产品品质不稳定等问题,基于六西格玛质量管理方法,建立发明问题解决理论(TRIZ)-实验设计(DOE)-过程能力C_(pk)模型应用于抗弯曲光纤G.657.B3的研制,通过这一模型有利于开展高效的试验设计与试验成本控制,确定了G.657.B3光纤折射率剖面参数的最佳组合,并应用于批量化生产。实验结果表明:在1550 nm、1625 nm波长处,弯曲半径为5 mm且绕1圈时,光纤的宏弯典型损耗均值分别是0.063 dB、0.165 dB,光纤的宏弯性能优良。

拉丝工艺对光纤性能的影响

分析了不同折射率结构预制棒的拉丝结果,探讨了拉丝工艺与光纤折射率的关系。基于扩散原理和玻璃材料光弹效应特性,阐述了折射率对光纤性能的影响以及通过调节预制棒拉丝张力和炉温来调整光纤折射率,进而实现优化光纤模场直径(MFD)、截止波长(λc)、衰减等参数的目标。

MgO-MgAl_2O_4复合材料的制备及在耐火材料中的应用

采用烧结海水镁砂和%-Al2O3为原料,以固相反应法制备富镁尖晶石。原料Al2O3和MgO分别按比例进行混合配料。煅烧生成的镁铝尖晶石晶种量随MgO含量和温度的变化而变化,其变化范围为5%～50%。等量配比的试样,经1000℃煅烧2h,随后于1600℃烧结4h,可观察到煅烧粉末中尖晶石相占70%。初期煅烧温度和原生的尖晶石量对烧结试样的致密性和显微结构有着重要影响。探讨了尖晶石含量与结晶化效应和显微结构的关系。

纳米二氧化硅的制备与发展趋势

纳米二氧化硅俗称“白炭黑”,具有粒径小、比表面积大、表面能大、吸附能力强、纯度高等优异性能。基于沉淀法、气相法和非金属矿法制备的纳米二氧化硅的性能特点,为适应材料性能的高要求,满足当代工业和生活的需要,对纳米二氧化硅表面改性进行了深入研究。添加硅烷偶联剂可以改善气相法白炭黑与NR的相容性;在白炭黑中添加表面活性剂可以获得气溶胶性质;接枝聚合物改性;与醇类反应获得具有疏水性能的纳米二氧化硅。制备高性能纳米二氧化硅是未来发展方向。

光掩膜版用低羟基高纯石英玻璃的研究

介绍了采用不同原材料由一步法工艺所制备的石英玻璃的方法及其光学性能与杂质含量,基于羟基含量高、尺寸小等缺点,通过优化工艺,以两步法(沉积、脱羟烧结)制备的石英玻璃更具有优良的性能。检测结果表明,两步法气相沉积工艺制备的石英玻璃具有更低的羟基含量≤1×10^(-6),以及良好的透过率85%以上,完全满足高端光电技术领域的应用需求。

以八甲基环四硅氧烷为原料生产预制棒的OVD设备及工艺研究

随着各大光纤预制棒厂家产能的不断增加,市场竞争逐渐激烈,如何进一步降低光纤预制棒的制造成本,成为各大厂家最为紧迫的议题。此外,国家的环保政策逐渐收紧,绿色生产已是大势所趋。因此,开发低成本、环保型原材料应用于光纤预制棒的生产制造,已成为了当前研发的热点。本课题提出了采用八甲基环四硅氧烷(简称D4)取代SiCl_(4)为原材料生产光纤预制棒的技术路线,通过对蒸发系统、OVD设备的研发,疏松体粉末棒沉积工艺研发等,批量使用D4取代SiCl_(4)应用于光纤预制棒的制造。

G652.D光纤在长波段的传输损耗研究

通过对光纤损耗机理进行了深入分析,并采用VAD工艺调整GeO_2含量和芯层直径,分析了制备过程中GeCl4流量和芯层直径与瑞利散射的关系。实验结果表明,G652.D光纤的瑞利散射随着GeCl4流量及纤芯直径的增加而增加,且掺Ge量的影响大于芯径变化的影响。

基于OVD制棒技术的芯棒与尾柄对接工艺对光纤性能的影响

为减少光纤参数波动超标,提升有效拉丝长度,基于外部气相沉积(OVD)法制棒技术研究了芯棒和尾柄的对接工艺及其与接口附近光纤参数的关系,阐述了利用自动数控车床进行芯棒和尾柄对接的工艺方法,理论分析了对接工艺对光纤性能影响的原理,并将不同对接工艺的芯棒进行拉丝对比实验。实验结果表明:使用该对接工艺的芯棒跳动值一次符合率可从90%提升至98%以上,确定了利于减小光纤模场直径波动的挤压程度DD0为1.2,且氢氧比2∶1.1是在不产生接口气泡前提下使光纤水峰性能最优的对接参数。

添加白云石高铝浇注料的物相演变和高温变形

耐火浇注料的常温和高温力学性能是选择其工作环境和结构设计必不可少的参数。在Al2O3-MgO-CaO三元相图的高铝区中,通过添加白云石,选择四种含尖晶石的基质成分。研究了在1100～1400℃范围内基质的蠕变行为,确定了显微结构物相的演变与温度引起的蠕变行为之间的关系。

降低单模光纤损耗的工艺研究

结合光纤散射机理分析,从光纤预制棒折射率分布、掺杂浓度、拉丝张力和拉丝热处理等方面着手研究,通过优化预制棒沉积工艺和改善拉丝条件来制备低损耗单模光纤,并采用光时域反射仪(OTDR)进行检测,结果表明,单模光纤在满足ITU-T G.652标准的同时,在1 550nm波长的衰减可进一步降低。