结合剂对堇青石-莫来石窑具材料性能与结构的影响

以合成堇青石与莫来石为骨料,加入由轻烧MgO,α-Al2O3和高岭土组成的混合细粉,分别以硅溶胶、磷酸二氢铝、纸浆废液和酚醛树脂作结合剂,经过1350℃保温3 h的热处理制备了堇青石-莫来石窑具复合材料试样,通过XRD和SEM分析研究了结合剂对试样的物理性能和显微结构的影响。结果表明(1)以纸浆废液为结合剂制备的试样的抗折强度和抗热震性能都较好,而硅溶胶的效果不佳,主要是由于高硅体系中方石英的大量存在使得材料的抗热震性能降低;(2)当加入K2CO3作为添加剂时,以硅溶胶作为结合剂的试样的力学性能和抗热震性都得到了大大的提高。通过加入K+,可以在高温下促进SiO2熔入玻璃相中,从而提高液相的粘度和材料的抗热震性能。

硅粉对硅溶胶结合Al_2O_3-SiC-C浇注料性能的影响

以特级矾土熟料（5～3、3～1 mm）、棕刚玉（≤1 mm）、SiC（≤1 mm）、球状沥青（1～0．5 mm）、电熔白刚玉（≤0．074 mm）、活性α-Al2O3微粉、SiO2微粉、硅粉（d50＝20．81μm）为原料制备Al2O3-SiC-C浇注料，分别以质量分数为0、1％、2％、3％、4％、5％和6％的硅粉等量替代白刚玉粉，研究了硅粉对浇注料常温物理性能和抗氧化性能的影响，并采用Factsage、SEM和EPMA等手段对试样进行热力学分析和显微结构分析。结果表明：1）随着硅粉含量的增加，试样的显气孔率逐渐降低，体积密度先增大后减小，常温强度明显提高。2）硅粉可以提高浇注料的抗氧化性能，在硅粉加入量为4％（w）时，其抗氧化性能最好。3）抗氧化试验后，试样边缘部位原位反应生成的莫来石堵塞了气孔，使得试样边缘结构致密；试样过渡区域有少量的莫来石和SiO2生成，封闭了表面的气孔，进一步阻止了氧气的进入；试样中心区域有少量晶须状的SiC生成，填充在骨架结构中，起强化增韧的作用。

硅溶胶固含量对Al_2O_3-SiC浇注料性能的影响

以5～3、3—1和≤1mm的特级矾土熟料及≤1mm的SiC为骨料，以白刚玉粉（≤0．074mm）、SiC粉（≤0．088mm）、活性α-Al2O3微粉和SiO2微粉为基质，在Al2O3-SiC浇注料常规配方的基础上，研究了硅溶胶固含量对浇注料性能的影响。结果表明：随着硅溶胶固含量的增加，浇注料的流动性逐渐增大，初凝时间逐渐缩短，显气孔率略有减小，110和815℃热处理后抗折强度和耐压强度略有增大，1100和1400℃热处理后抗折强度和耐压强度略有减小，抗渣性能有所增强。

不同防爆剂对刚玉-尖晶石浇注料性能的影响

为了改善刚玉-尖晶石浇注料的抗爆裂性,分别将金属铝粉、有机纤维、偶氮二甲酰胺和乳酸铝以及其复合后的防爆剂添加到刚玉-尖晶石浇注料中,探讨了其对浇注料物理性能和防爆裂性的影响。实验结果表明:在添加量适中的情况下,四种防爆剂均能改善刚玉-尖晶石浇注料的防爆裂性;相较而言,金属铝粉对改善浇注料防爆裂性的效果最好,偶氮二甲酰胺和有机纤维次之,乳酸铝较差;浇注料中复合加入复合防爆剂(0.06wt.%金属铝粉、0.03wt.%有机纤维和0.05wt.%乳酸铝)时,抗爆裂温度最高,约900℃,并且浇注料的物理性能有所改善。

ZrO_2喷涂层对Al_2O_3-SiC-C浇注料性能的影响

对Al2O3-SiC-C质浇注料分别进行110℃、300℃和500℃预处理,然后采用喷涂工艺在其表面制备氧化锆涂层,借助光学显微镜和SEM研究氧化锆涂层对Al2O3-SiC-C质浇注料的抗氧化性和抗侵蚀性的影响。研究表明:经300℃预处理,采用喷涂工艺喷涂一次,Al2O3-SiC-C质浇注料的抗氧化性和抗侵蚀性较好。

加入Si_2N_2O粉对MgO-SiC-C质耐火材料性能的影响

为了改善 MgO－SiC－C 质耐火材料的性能，以 w（SiO2）＝99．70％的分析纯二氧化硅和 w（Si）＝96．16％的工业单质硅为原料，于1450℃高温氮化合成了 Si2 N2 O 粉。然后以质量分数分别为80％的电熔镁砂（5～3、3～1、≤1和0．075 mm）、15％的碳化硅（≤1、0．088 mm）、5％的鳞片石墨粉为原料，外加0．5％的金属铝粉和3％的单质硅粉为抗氧化剂，外加4．5％的热固性酚醛树脂作为结合剂，外加合成 Si2 N2 O 粉（质量分数为0、1％、3％和5％）制备了 MgO－SiC－C 质耐火材料。研究 Si2 N2 O 粉外加量对该材料性能及显微结构的影响。结果表明：加入适量 Si2 N2 O 粉可以改善试样的物理性能以及抗氧化性能；而其 Si2 N2 O 氧化分解产生的 SiO2填充于气孔会阻塞渣渗透的通道，从而提高了试样的抗渣性能。本试验条件下，Si2 N2 O 粉加入量为1％（w）时，MgO－SiC－C质耐火材料的各项性能最佳。

掺磷非晶氧化钛负载铂用于高效催化氧化挥发性有机化合物

高活性催化剂是挥发性有机化合物(VOCs)催化氧化消除的关键因素。本研究通过简单的共沉淀法成功制备了具有高比表面积的非晶介孔磷掺杂氧化钛负载铂催化剂(Pt/ATO-P)。通过P掺杂,既可获得非晶介孔结构,又可获得高ATO-P比表面积(可达278.9m2·g-1)。非晶介孔Pt/ATO-P催化剂显示出优异的VOCs催化氧化性能和良好的热稳定性。Pt/ATO-P样品在空速为36000m L·h-1·g-1、甲苯浓度为10000m L·m-3的反应条件下,对甲苯催化氧化的T50和T90(实现50%和90%转化率所需的温度)分别为130℃和140℃,明显优于无磷催化剂Pt/TiO2。这些发现可以为拓展非晶介孔磷化材料在环境净化和能源转化等领域的应用提供重要参考。

温度和保温时间对合成氧氮化硅的影响

以单质Si粉和SiO_2微粉为反应原料,在真空氮气炉中以高纯氮气保护,合成制备了Si_2N_2O。研究了反应温度(1400,1420,1440,1460,1480和1500℃)和保温时间(2,3,4和5 h)对合成Si_2N_2O的影响,利用XRD、SEM、EDX和TEM等手段对合成产物的相组成和形貌进行了表征。结果表明:反应温度为1460℃并保温3 h可以合成高纯的微米级片状和板状的Si_2N_2O,此时产物中Si:N:O非常接近于Si_2N_2O理论原子比2:2:1。