水玻璃砂理论研究的六大成果

近年来, 水玻璃砂理论研究的成果主要体现在以下六个方面的进展和贡献: ①水玻璃中硅酸的聚合过程、族组成的定量测定和它的主要成分; ②水玻璃的老化和物理改性机理; ③化学添加剂的作用和分类; ④水玻璃砂硬化过程的机理; ⑤硬化水玻璃膜的力学性能与内部结构的关系; ⑥水玻璃旧砂“化学再生法”的开发及其原理。文中还论述了改善水玻璃砂溃散性和回用性, 使之达到或接近树脂砂水平的期望, 以适应21 世纪生产的各种要求。

水玻璃添加剂的分类和选用原则

本文根据各种添加物的作用机理不同，将水玻璃添加剂区分为化学改性剂、形成复合水玻璃、助粘结剂、稠化剂、脆化剂等。

水玻璃砂基础研究的最新进展

水玻璃基础理论研究的进展，为解决水玻璃砂扩大应用的3个障碍提供了有力的指导：①研究和分析测定了水玻璃砂中硅酸聚合的全过程、族组成和基本成分。从Na+对硅凝胶结构和强度的影响证明了合适的硬化工艺应是“强脱水，少反应”；②水玻璃的改性、复合和硬化工艺的改进改善了水玻璃砂溃散性。测定了改性剂和复合剂的选用原则和作用机理，从而有可能使水玻璃的加入量降低到相当于2．0％的水平，溃散性问题便迎刃而解：③水玻璃砂用CO2或有机酯硬化时，生成的是失水高模数水玻璃，所以残留水玻璃的一部分具有可逆性，能因复碱复水而回复到液态，由此创造了“水玻璃旧砂的化学再生法”，与物理再生配合，可克服旧砂再生的困难。为适应21世纪生产的特点，水玻璃砂技术将在多个方向往多样化开拓，从而使水玻璃砂的理论和应用迅速扩展，通过实例分析可以看到，在若干年后可能得出较为完整的理论体系和工艺方案，使水玻璃砂的比粘结强度、溃散性和旧砂回用率达到或接近树脂砂的水平。

水玻璃的化学改性

阐述了水玻璃改性剂的各种作用机理:阻缓老化、细化凝胶基本颗粒、扩大粘结颈截面积、改变胶粒配位数及胶粒表面憎永化以减轻失永收缩等。提出了筛选改性剂的五项原则,基于上述原则,作者成功地研制了一种复合改性剂,它的使用效果证明了上述理论的可靠性。

水玻璃砂的化学再生

液体水玻璃可以通过失碱和失水而固化，固化的水玻璃也可以复碱和复水而恢复到液体状态，根据水玻璃这种可逆性，利用水玻璃旧砂中部分Ｎａ２Ｏ的可溶性，进行化学再生水玻璃砂。在旧砂回用之际，调节好ＳｉＯ２·Ｎａ２Ｏ和Ｈ２Ｏ的比例，使废水玻璃溶解在新加入成分中，而得出的反应混合物处在临界值以下，回用砂就具有足够的可使用时间进行混砂和造型，并使废水玻璃恢复部分粘结力。

水玻璃砂硬化的新概念

论述了ＣＯ２硬化工艺的传统概念，提出了水玻璃砂硬化新概念。水玻璃砂硬化法。烘硬法、ＶＲＨ法、有机酯自硬法和ＣＯ２硬化法，都有相同的硬化机理，硬化的直接原因都是脱水，而不是化学反应；硬化后的终强度主要来源于未反应的水玻璃的脱水，所以本质上都是物理硬化。

铸造工作者应重视二恶英和呋喃的环境污染问题

二恶英和呋喃被称为“环境激素” ,是被联合国 2 0 0 1斯德哥尔摩公约禁止或限制的 12种持久性有机污染物中的2种 ,它们能严重损害人类和高级动物的内分泌和生殖系统 ,并具有致癌性。铸造业中湿型砂的煤粉和酚醛树脂、呋喃树脂在浇注过程中 ,由于不完全燃烧和热解易于释出二恶英、呋喃和苯并芘。

CO_2水玻璃砂硬化机理的认识过程

半个世纪以来，人们对CO2水玻璃砂硬化机理的认识经历了化学硬化、化学硬化和物理硬化的结合、本质上是物理硬化、硬化水玻璃是脱水的高模数水玻璃等四个阶段，最终得出了CO2水玻璃砂硬化机理的新观点，并据此发明了水玻璃砂的"化学再生法"。

水玻璃硬化的认识过程

传统观点认为水玻璃化学硬化的机理是水玻璃在酸作用下析出游离酸 ,硅酸失水缩聚生成硅溶胶 ,硅溶胶构成了水玻璃硬化后的全部粘结强度。经过认识的不断深入 ,作者认为 ,水玻璃的浓度—模数超过临界值便趋固化 ,再失去部分水分即导致硬化。硬化的水玻璃实际上是失水的高模数水玻璃 。

水玻璃砂的环保优势

成功开发了多重变性水玻璃 ,并提出物理—化学联合再生法 ,从而很好地解决了水玻璃砂因溃散性差而引起的“硅尘污染”和因旧砂再生困难而导致的“碱性污染”。水玻璃砂将率先实现无公害化和清洁生产。相反 ,湿型砂和树脂砂除了已知的黑色污染和化学污染 ,发现它们还是二恶英和呋喃的污染源。在 2 1世纪初 ,从环境保护的角度来看 。

易剥离粘砂层理论在铸铜涂料中的实践

大型推进器铸件铸型涂料是为实现烧结剥离型涂料系列化和引进技术国产化而研制的新型涂料,具有较高的理论和实用意义。本涂料使用与金属氧化物(氧化铜、氧化锡等)不起反应的碱性耐火材料作基材,有助于氧化物隔离层的沉积,具有良好的剥离性;调节硅铝酸盐的组成使它迫近最低共熔点,并添加适宜的助熔剂;本涂料使用无机膨润土代替有机膨润土作醇基涂料的稠化剂,具有悬浮性好,不用苯作活化剂,点燃黑烟少等优良性质。浇注后,烧结的涂层能自动从铸件上剥离下来,铸造缺陷少,清理方便。

压铸模乳液涂料的润滑机理

压铸模乳液涂料的润滑机理在于它的润滑剂大部分受热分解而释出气体。在整个压铸过程中 ,在模具型腔和金属间形成持久而又适度的气隙。润滑层由释放出的气体和残留的润滑剂所构成。所以润滑剂的发气特性和高温摩擦因数是控制乳液涂料的关键性能。在压铸过程开始时高温摩擦因数起主导作用 ,接着气体润滑的作用控制着整个过程。对于大型铝合金和镁合金铸件来说 ,必须在配方中加入高耐热性的成分 ,在整个压铸过程中才能够持久而且稳定地释放出气体。

水玻璃族组成的测定

用三甲基硅烷法将硅羟基转变成硅醚键,并用气相色谱法将醚化产物分离出来。得知水玻璃的基本成分中存在着正硅酸、二硅酸,三硅酸、四硅酸、环四硅酸、立方八硅酸、和立方八硅酸缩聚物(硅酸胶粒)间的平衡。因此,水玻璃的族组成可以用^(29)Si-核磁共振谱法定量地测定。立方八硅酸既是硅酸聚合的归宿,又是形成硅酸胶粒的起始,而且它在永玻璃中的含量超过50%,所以立方八硅酸是水玻璃的主要组成。

改性水玻璃增强机理的试验研究

作者通过实验证明水玻璃的物理改性机理,是往体系中供给能量,促使水玻璃中聚硅酸分子量重新均匀化,消除了老化现象;化学改性的机理是靠化学吸附降低聚硅酸分子间缩聚倾向,阻缓了水玻璃的老化。

进一步改善水玻璃砂溃散性刍议

在回顾水玻璃砂应用历史并分析了水玻璃砂硬化机理的基础上，提出ＣＯ２硬化法所使用的水玻璃若能采用有机和无机多元复合水玻璃，根据强脱水、少反应的原则调整通气规范，并选用适宜的溃散剂，它的溃散性可能改善到相当于水玻璃加入量２５％的水平；采用多元复合水玻璃，并用有机酯、ＶＲＨ或微波等硬化工艺，溃散性可望降至水玻璃加入量２５％～１５％的水平。

我看铸造型砂的发展──与肖波等商榷

对肖波等在《中国机械工程》刊出的论文的观点，即水玻璃砂将成为未来化学粘结砂的主力军提出质疑，指出水玻璃砂在竞争中取胜的原因并不在于LGG机和微波硬化。湿型砂和树脂砂也并不命中注定是“黑色”的，经过改进后，它们成为“白色铸造”的前景已近在眼前。

对水玻璃和水玻璃砂性状参数的新认识

过去认为决定水玻璃性状的参数仅模数和浓度二项,它被写入了国家标准中。随着水玻璃砂的应用迅速扩大,出现了许多新问题。原来除此之外,水玻璃中掺杂的可溶性盐类(胶料的ζ位)、金属离子半径的大小(决定老化行为和其他许多水玻璃的使用性质)、硅溶胶向硅凝胶转换的许多控制因素,都显著影响水玻璃和水玻璃砂的工作性状。水玻璃的纳米改性和定向凝胶化技术也初露睨端。

减轻湿型铸造黑色污染途径的探索

湿型砂若能减少膨润土的加入量，减轻对结焦率的依赖，便能用浅色的有机混合物代替煤粉，可明显地减轻黑色污染。减少膨润土的加入量，可通过使用共粘结剂和藉桥联反应形成立体网状结构的方法，实现使蒙脱土片晶间充分脱开。

水玻璃砂三个发展阶段的特点和不足

把水玻璃砂的发展分为三个阶段 ,即普通钠水玻璃阶段、变性水玻璃砂阶段和旧砂的化学再生阶段 。

水溶性粘结剂砂的开发

前言水溶性粘结剂有天然(淀粉、腐殖酸、树胶)、人造(羧甲基纤维素)和合成(聚丙烯酸、聚乙烯醇、酚醛树脂)之分,以其资源丰富,品种繁多,价格便宜受到人们的重视。它多数无色、无臭、无毒,不刺激皮肤,受热分解时无有害气体放出;