几种高岭土的组成与可塑性研究

采用X射线荧光光谱仪(XRF)、X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、激光粒度仪及可塑性仪对龙岩高岭土、临沧高岭土和星子高岭土的组成、结构形貌和可塑性进行了表征。结果表明,龙岩高岭土主要是由片状高岭石和伊利石及管状多水高岭石组成,其结晶度较差,Fe2O3和TiO2含量低,颗粒尺寸最小,d50为5.12μm,可塑性最好;临沧高岭土则大部分为呈卷曲短柱状的多水高岭石,并含有少量的片状高岭石,颗粒尺寸较小,d50为8.45μm,可塑性差;星子高岭土大部分为片状结构,粒度较粗,d50为14.77μm,可塑性差。

青釉的组成与制备工艺研究

以古代具有代表性的粉青、梅子青和豆青等青瓷釉样本的检测结果为基础,研制出成色效果优良的粉青、梅子青和豆青系列青釉配方,并对Si/Al比,Fe2O3的含量,CaO的引入方式,施釉厚度和釉料细度等影响青釉烧成效果的因素进行了研究。结果表明:合适的Si/Al比是取得好的釉面质量的关键因素;不同的釉色效果取决于Fe2O3的含量;不同的CaO的引入方式对青釉的质量有很大影响,CaO以硅灰石的形式引入为佳;施釉厚度和釉浆细度对青釉的烧成效果有较大影响。

银色油滴釉的研制

以高岭土、方解石、烧滑石、石英、长石和Fe2O3、Co3O4为原料,制备出效果优良的银色油滴釉。研究了不同Fe2O3含量和Co3O4含量对油滴釉效果的影响,结果表明随着氧化铁含量的增加,油滴颜色逐渐向银色转变,但加入量过多则釉面会变得凸凹不平,质量变差,当Fe2O3加入量为0.0255 mol时,效果最好,适当的Co3O4不仅可以使油滴效果更加明显,并且使油滴的银色更加突出,当Co3O4加入量为2wt%时,油滴效果最好。通过研究烧成温度、施釉厚度等工艺条件对油滴釉效果的影响,得出了最佳的工艺条件为烧成温度1270℃,保温30 min,施釉厚度为1.21.5 mm。

有机添加剂对水热合成CoAl_2O_4色料的影响

以CoCl2·6H2O和AlCl3为起始原料、NaOH为沉淀剂、7种有机物为添加剂,用水热法合成了CoAl2O4色料。主要研究了有机物的种类与加入量对合成产物物相组成、微观形貌、色度值的影响。结果表明,添加乙二醇和十二烷基苯磺酸钠不能得到纯相CoAl2O4;三乙醇胺和丙三醇能控制合成产物的形貌,并不受保温时间延长的影响,且呈色优于未添加者,其较好添加量为12%;加入三乙醇胺的样品呈色更好,能得到100 nm以下的球形颗粒,加入丙三醇则得到粒径为50～70 nm的类四边形或八面体形颗粒。

氧化烧结Si_3N_4/SiC复合材料的抗冰晶石侵蚀性能研究

采用坩埚法研究了氧化烧结氮化硅结合碳化硅复合材料的抗冰晶石熔体侵蚀的性能,并利用X射线衍射仪(XRD)和场发射扫描电镜(FE-SEM)对坩埚侵蚀层进行了成分和形貌分析。结果表明,氧化烧结制备的Si3N4/SiC坩埚在1000℃,空气介质中,经20h冰晶石熔体侵蚀处理后,坩埚内壁仅有少量腐蚀残留,具有良好的抗冰晶石熔体侵蚀性能。

影响溶胶-凝胶法制备TiO_2薄膜的因素及改性途径

本文采用溶胶-凝胶法制备TiO_2薄膜,主要分析了影响溶胶-凝胶法制备TiO_2薄膜的因素及其改性途径。实验结果表明:采用合适的溶胶-凝胶工艺及改性方法使得TiO_2薄膜具有广阔的应用前景,可望在环保领域废水处理、空气净化、抗菌陶瓷、防雾玻璃等方面取得产业化。

复杂形状中空陶瓷部件的凝胶注模成型

通过仔细设计模具,并在研究了催化剂等对凝胶注模成型过程的影响以及脱模和干燥对成型坯体质量的影响的基础上,制备出了强度在24MPa以上、外观质量很好的复杂形状中空陶瓷部件。扫描电镜分析可知坯体的显微结构均匀,坯体比较致密,高聚物通过三维网络把陶瓷颗粒紧密地联结在了一起。

几种常用高岭土的组成和结构比较

采用XRD、DTA-TG、FE-SEM等测试手段对龙岩、临沧和星子这三个产地高岭土的矿物组成和微观结构进行了系统的研究。结果表明:三种高岭土中均含有一定量的多水高岭石,其中临沧高岭土中的多水高岭石含量最多。龙岩高岭土由多水高岭石、高岭石和伊利石组成,临沧高岭土以多水高岭石为主,星子高岭土以高岭石为主。三种高岭土中以星子高岭土的结晶度最高,龙岩高岭土和临沧高岭土的结晶程度较差。龙岩高岭土为片状和管状的混合结构;临沧高岭土中则大多呈卷曲的短管状;星子高岭土大部分为叠片状结构,且颗粒较大。

分相-析晶乳浊釉的制备及其乳浊机理研究

采用天然矿物原料,通过四角配料法优化组成制备出了无锆的分相-析晶乳浊釉。借助X射线衍射仪、透射电镜等测试手段,对乳浊釉的晶相组成和显微结构进行了分析,探讨了其乳浊机理。结果表明:该乳浊釉中P2O5和B2O3促进釉分相,CaO和MgO促进釉析晶,分相与析晶结构并存,釉层中均匀分布着大量尺寸接近可见光波长的球形孤立液滴和细小的透辉石晶体,两者对可见光强的散射作用是釉面产生乳浊的根本原因,优化出的乳浊釉白度可达80.2%。

不同原料及合成温度对合成堇青石膨胀系数的影响

以高岭土、滑石和氧化镁为原料合成堇青石,研究了不同原料及合成温度对合成堇青石膨胀系数的影响。结果表明:合成堇青石的优化配方为:高岭69%,滑石22%,氧化镁9%。过多引入滑石、氧化镁或高岭土均会由于形成高膨胀的晶相而导致所合成堇青石的膨胀系数增大。适当提高合成温度可得到膨胀系数较低的堇青石材料,但合成温度过高则会因形成过多玻璃相而使其膨胀系数增大。

低温烧成硼分相生料乳浊釉的研制

以高岭土、石英、长石、天然硼钙石、煅烧ZnO等为原料,制备了K_2O-Na_2O-CaO-ZnO-SiO_2-Al_2O_3-B_2O_3系统分相生料乳浊釉,在1140℃低温烧成,釉面白度可达85.8。分别研究了Al_2O_3、B_2O_3和ZnO含量对釉料乳浊度的影响,并通过对优化配方进行TEM、EDS及XRD测试分析,研究了其乳浊机理。结果表明,随着Al_2O_3含量降低,B_2O_3含量提高,釉面白度有增高趋势;釉层中均匀分散着大量粒径为100nm左右的球形液滴状乳浊粒子,其与基体之间的较大折射率差是釉面产生较高乳浊的主要因素。

非水解和水解溶胶-凝胶法制备TiO_2薄膜的对比研究

分别采用非水解和水解溶胶-凝胶法制备TiO2薄膜,利用FTIR、TG-DSC和XRD等手段研究了薄膜形成过程中的溶胶-凝胶转变过程和相变化过程,并探讨了非水解和水解溶胶-凝胶法的微观反应机制。研究表明:非水解溶胶-凝胶法与水解溶胶-凝胶法制备TiO2薄膜的微观反应机制不同,水解溶胶-凝胶法是钛酸丁酯的Ti-O键合(Ti-OR)断裂形成水解产物Ti-OH,再经失水缩聚或是失醇缩聚反应形成Ti-O-Ti键合。而非水解溶胶-凝胶法是在不生成Ti-OH的情况下,利用Ti-Cl与Ti-OR通过亲核反应直接缩聚反应产生Ti-O-Ti键合。非水解溶胶-凝胶法制备的TiO2薄膜开始出现金红石相的温度为750℃,明显高于水解溶胶-凝胶法制备的TiO2薄膜。

非水解溶胶-凝胶法制备硅酸锆晶须初探

以无水四氯化锆为锆源，正硅酸乙酯（TEOS）为硅源，氟化锂为矿化剂，乙醇为溶剂，炭黑为还原剂，采用非水解溶胶-凝胶法制备硅酸锆晶须，研究了炭黑种类与坩埚密封程度对硅酸锆晶须生长的影响。结果表明：相对于比表面积过小的炭黑8001或比表面积过大的超级活性炭，竹炭更利于硅酸锆晶须的生长；采用敞开坩埚方式热处理时能获得直径为30～90nm，长径比为6～15，沿[001]方向择优生长的硅酸锆晶须，半敞开或密封的反应体系均不能形成硅酸锆晶须。

表面活性剂对硅酸锆超细粉体分散性的影响

采用非水解溶胶-凝胶法,以无水四氯化锆、正硅酸乙酯为前驱物,LiF为矿化剂,分别选用不同的表面活性剂作为分散剂制备硅酸锆超细粉体。利用XRD、TEM等测试手段研究表面活性剂种类、用量对硅酸锆粉体合成及分散的影响。结果表明:聚乙二醇(PEG1000)对硅酸锆粉体的分散效果明显,并且它对硅酸锆合成无甚影响,PEG1000与ZrCl4的质量比为3%时,硅酸锆粉体合成与分散的综合效果最佳;十二烷基硫酸钠(SDS)有一定的分散效果,但它会影响硅酸锆的合成;十六烷基三甲基溴化铵(HTAB)不但会影响硅酸锆晶相的形成,而且对粉体的分散没有明显效果。

景德镇传统陶瓷坯体“一元”配方研究

以南港瓷石、三宝蓬瓷石和柳家湾瓷石组成的景德镇"一元"配方坯料系统,通过测定各温度下(1050℃、1110℃、1180℃、1250℃)烧成坯体的收缩率、吸水率、体积密度及显气孔率,探讨了瓷胎性能随配方的变化规律,并结合历史文献和相关资料进行分析,得出迫使陶工将"一元"坯料向"二元"坯料转变的原因。

以氟化锆为生长助剂制备硅酸锆晶须的研究

以无水四氯化锆为锆源,正硅酸乙酯（TEOS）为硅源,氟化锂为矿化剂,乙醇为溶剂,氟化锆为生长助剂,采用非水解溶胶-凝胶法于800℃制备出硅酸锆晶须,借助XRD、SEM和TEM等测试手段研究了热处理气氛、氟化锂用量、氟化锆的引入方式等工艺因素对硅酸锆晶须形成的影响。结果表明：与空气气氛相比,氮气气氛更加有利于硅酸锆晶体的一维择优生长;矿化剂用量过多或过少均不利于晶须的形成;氟化锆以外置的方式引入能获得直径为0.2~0.4μm,长径比达15~30,沿c轴方向择优生长的硅酸锆晶须。

以炭黑为还原剂制备硅酸锆晶须的研究

以无水四氯化锆为锆源,正硅酸乙酯（TEOS）为硅源,氟化锂为矿化剂,乙醇为溶剂,炭黑为还原剂,采用非水解溶胶–凝胶法在700℃制备得到硅酸锆晶须,借助TG-DTA、XRD和TEM等测试手段研究了炭黑加入方式及用量对硅酸锆合成与形貌的影响。结果表明：炭黑以悬浮液形式加入有助于硅酸锆的一维择优生长;炭黑用量为6wt%时能获得直径为30~90 nm,长径比为6~15,沿[001]方向择优生长的硅酸锆晶须。炭黑与氧反应形成二氧化碳和一氧化碳,炭黑加入方式及用量能够调控反应体系的氧分压。降低氧分压有利于形成更多的气相SiF4,这是促进ZrSiO4一维定向生长的基础,但氧分压过低又妨碍ZrSiO4晶体的合成。因此,适当氧分压有利于ZrSiO4晶须的生长。

稀土掺杂对TiO2-SiO2薄膜晶相转变及性能的影响

采用溶胶-凝胶法在釉面砖上制备了均匀的稀土离子La3+掺杂和Ce4+掺杂的TiO2-SiO2光催化薄膜。应用X射线衍射(XRD)和紫外可见分光光度计研究了La3+掺杂和Ce4+掺杂对TiO2-SiO2薄膜晶相转变、光催化性能及亲水性能的影响,用紫外光照射亚甲基蓝的光催化降解实验比较了不同薄膜的光催化性能。结果表明:La3+掺杂后,抑制了TiO2-SiO2薄膜中的TiO2从锐钛矿向金红石相的晶型转变,显著提高了TiO2-SiO2薄膜的光催化性能,也提高了其亲水性能;Ce4+掺杂后,则促进了TiO2-SiO2薄膜中TiO2从锐钛矿向金红石相的晶型转变,同时降低了薄膜的光催化性能。

硅铝共掺杂对TiO_2薄膜结构及性能的影响

采用非水解溶胶-凝胶法制备了Si、Al共掺杂的TiO2薄膜。应用X射线衍射、紫外可见分光光度计研究了Si、Al掺杂对TiO2薄膜晶型转变、晶粒尺寸、光吸收性能及光催化性能的影响。结果表明:适量引入Si、Al后,可显著提高1000℃热处理后TiO2薄膜的光催化活性;当Si/Ti物质的量比为0.2时,薄膜由于混晶结构光催化活性最佳;Si、Al共掺杂能抑制TiO2的晶型转变及TiO2的晶粒生长,且Si、Al共掺杂的抑制作用比单一Si掺杂更有效;当Si/Ti物质的量比为0.15、Al/Ti物质的量比为0.05时,TiO2锐钛矿向金红石的转变温度从750℃提高到1200℃。

龙岩高岭土的组成与结构研究

本文采用X射线荧光光谱仪(XRF)、X射线衍射仪(XRD)、激光粒度仪、综合热分析仪(DTA/TG)、场发射扫描电镜(FE-SEM)以及透射电镜(TEM)等测试手段对福建龙岩高岭土进行了组成及结构的研究。结果表明:龙岩高岭土的矿物组成主要由高岭石、多水高岭石和伊利石组成。一定量伊利石的存在是龙岩高岭土的化学组成中含有较高K2O组分的直接原因,这导致其耐火度不高。龙岩高岭土的显微结构为片状和管状混合结构,多水高岭石呈管状,结晶程度最差;高岭石呈不规则薄片状,结晶程度较差;伊利石呈板片状,晶化程度最好。