Application of Activated Alumina Powders in Corundum Castables

There are many brands of activated alumina powders in the market and the products from different manufacturers exist subtle differences. In this work, four brands of activated alumina powder which are the mainstream products in China with the same marked particle size of 2-3 μm were added to corundum castables to investigate the effect of different activated alumina powder on properties of corundum castables. It is found that the multi-peak distribution, round-shape particle,low impurities content of alumina powder are of great benefit to the improvement of the overall performance of castables.Obvious CA6 frame structure formed in castables matrix is conductive to improving the thermal shock resistance and high temperature strength of castables. One kind of domestic alumina micropowder studied in this work has good application value and prospect in corundum castables because of the excellent comprehensive performance.

固废资源合成堇青石工艺及其性能研究

为了合理利用固废资源、缓解资源紧张,根据堇青石的化学组成,以质量分数分别为12%的电熔镁砂收尘粉、40%的电熔刚玉收尘粉、48%的石英尾砂为原料,分别在1320、1350、1380、1390、1400、1410℃保温3 h煅烧,制备堇青石质耐火原料,研究了煅烧温度对堇青石试样相组成、显微结构、物理性能等的影响。结果表明:在1390℃之前,镁铝尖晶石和方石英逐渐反应生成堇青石直至方石英相完全消除,当煅烧温度达到1390℃时,试样中的堇青石相含量达94%(w),次晶相为镁铝尖晶石,此时试样的热膨胀系数最低,为3.2×10^(-6)℃^(-1),体积密度较低,为1.85 g·cm^(-3),热导率较低,为1.279 W·(m·K)^(-1),显微结构较致密,综合性能最优。

石墨电极粉铺垫混合熔剂助熔测定窑渣中主要成分

本法尝试采用滤纸包裹试样,置于预先用石墨电极粉铺垫好的刚玉坩埚中,于900~950℃的高温炉中熔融10~20 min,至熔融物透明,盐酸浸取,过滤掉少量石墨粉,将滤液加热蒸发至干。在浓盐酸中加动物胶使硅酸凝聚沉淀,经过滤、洗涤、灼烧、称量,计算SiO_(2)的质量分数。所得滤液以氨水沉淀分离,滤液用EDTA标液滴定,计算CaO和MgO的质量分数。氢氧化物沉淀用盐酸溶解,再在氢氧化钠溶液中沉淀分离Al,分取滤液用氟代盐取代EDTA,用铜标液滴定,计算Al_(2)O_(3)的质量分数。

一种铸钢件表面橘皮缺陷的防止方法

大型铸钢件表面容易出现橘皮缺陷,其主要原因是砂型表面的刚玉粉涂料在高温下与钢液发生化学反应。为了解决这一问题,本文提出了一种优化的铸造工艺,通过使用硅砂+铬铁矿砂+锆英粉涂料的组合设计,避免刚玉粉与钢液的接触。研究表明,采用三遍锆英粉涂料能够有效消除橘皮缺陷,提升铸件表面质量,减少清理难度,并显著提高生产效率。对于橘皮缺陷较轻的铸件,可通过涂覆两遍锆英粉涂料以降低生产成本。该方法为提升铸钢件表面质量提供了切实可行的技术途径。

一种玻璃窑用锆英石捣打料的研制与应用

为了降低锆英石捣打料的成本,提高施工现场的施工效率,提高锆英石捣打料的质量,以锆英石砖、锆英石砂为骨料,锆英石粉、锆英石微粉、再生电熔锆刚玉粉为细粉,研究了工业磷酸(85%)、硅溶胶(40%)两种不同结合剂作用下电熔锆刚玉粉加入量的试验。结果表明:添加5%再生电熔锆刚玉粉,用硅溶胶(浓度40%)作为结合剂的锆英石捣打料,养护时间短、显气孔率低、强度高,且具有良好的施工性能。在进行的工业试验中,使用超过4年均保持良好,能满足玻璃熔窑池底使用寿命及施工的要求,效果较好。

Si粉加入量对刚玉制品性能、组成和结构的影响

以电熔白刚玉和α-Al2O3微粉为原料,固定骨料质量分数为65%,基质质量分数为35%,调整基质组成,研究了在刚玉制品中分别加入质量分数为2%、5%、8%和14%的Si粉对1500℃埋炭烧后试样的常温物理性能、高温性能、物相组成和显微结构的影响,分析了1000～1500℃烧后刚玉制品的物相变化。结果表明:加入Si粉的试样烧后微膨胀,常温和高温强度明显提高,尤其是1400℃的高温抗折强度最高可提高近1.5倍;抗热震性显著提高,1100℃水冷1次后强度保持率从22.58%最高提高到80.65%。性能提高的主要原因是Si粉在埋炭条件下与碳反应生成SiC,填充在刚玉骨架结构中,起强化作用。Si粉的较佳质量分数为5%～8%。试样在加热过程相变化的研究结果表明:SiC的生成在1200℃已较明显,在1400℃反应基本完成。

刚玉粉对室温硫化导热硅橡胶性能的影响

以α ω -二羟基封端聚二甲基硅氧烷为基胶 ,刚玉粉为导热填料 ,制备了填充型室温硫化(RTV)导热硅橡胶。研究了刚玉粉的填充量、表面处理方式、粒径及不同粒径刚玉粉的配比对RTV导热硅橡胶性能的影响。结果表明 :随着刚玉粉用量的增加 ,RTV硅橡胶的导热系数增大 ,但力学性能降低 ,基料的粘度增大 ,工艺性能变差 ,刚玉粉的用量以 2 0 0份为宜 ;采用经表面处理的刚玉粉 ,可以改善其与基胶的相容性 ,提高RTV硅橡胶的导热性能 ;且采用硅烷偶联剂处理的刚玉粉还可提高RTV硅橡胶的力学性能 ;大粒径刚玉粉填充的RTV硅橡胶的导热性能优于小粒径刚玉粉填充的RTV硅橡胶 ,但力学性能下降 ;当填充量达到 2 0 0份后 ,二者导热性能的差距明显缩小 ;不同粒径刚玉粉并用可以提高RTV硅橡胶的导热性能 ,降低基料粘度 ,改善工艺性能 ;当大粒径与小粒径刚玉粉的质量比为 1 /3或 3 /5时 ,所得RTV导热硅橡胶的综合性能较好。

锰矿粉掺量对莫来石-刚玉质陶粒支撑剂结构及性能的影响

以阳泉产三级铝矾土与粘土为原料,锰矿粉为烧结助剂,于1420℃下制备了莫来石-刚玉质陶粒支撑剂,讨论了锰矿粉含量对支撑剂样品结构及性能的影响。结果表明:随锰矿粉掺量的增加,支撑剂样品的主晶相莫来石颗粒形状由针状变为柱状,晶粒尺寸逐渐变大,并且刚玉相衍射峰强度增加;当锰矿粉掺量为4wt%时,试样的性能最佳:视密度2.998 g/cm3,体积密度1.62 g/cm3以及52 MPa闭合压力下的破碎率8.13%。

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。

α-Al_2O_3含量对刚玉-莫来石材料物理性能的影响

以电熔莫来石、板状刚玉为骨料,加入不同量α-Al2O3细粉,在1600℃保温3 h烧成。检测了试样的体积密度、显气孔率、抗折强度、抗热震性,并结合X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和EDAX分析了试样的显微结构。结果表明,试样在经过1600℃烧成后,随着α-Al2O3微粉含量的提高,试样体积密度和高温抗折强度呈先升高后降低的趋势,耐压强度逐渐降低;α-Al2O3微粉含量为8%的刚玉-莫来石材料,经1600℃烧成后α-Al2O3颗粒长大,分布均匀,结合紧密,形成连续的交错网络骨架结构,具有较好的物理性能。

Si粉和Si-Al复合粉加入量对原位合成Al_2O_3-SiC-SiAlON材料抗氧化性的影响

以电熔白刚玉、α-Al2O3微粉、Si粉、Al粉为原料,在普通刚玉砖的配料中分别加入5%(质量分数,下同)和8%的Si粉或7%(Si)+1%(Al)、5%(Si)+3%(Al)和3%(Si)+5%(Al)的Si-Al复合粉,以树脂为结合剂,在150MPa下成型为25mm×25mm×125mm的5组试样,经150℃24h固化后,在埋炭条件下于1500℃保温3h烧成,冷却后在空气中进行常规热重分析和大试样热重分析,测量氧化后试样剖面的氧化层厚度和氧化面积百分数,并进行了相应的XRD和SEM分析。结果表明:1)原位合成的刚玉-SiC-SiAlON试样的氧化属于保护性氧化;2)随着Si粉加入量的增加,试样的抗氧化性增强;随着Al粉的加入及其加入比例的增大,试样的抗氧化性减弱。

Al_2O_3微粉及Alphabond加入量对无水泥刚玉质浇注料性能的影响

为了改善刚玉质浇注料的热态强度和抗侵蚀性,采用水合氧化铝Alphabond作为结合剂,分别调整Al2O3微粉及Alphabond加入量,研究了Al2O3微粉及Alphabond加入量对无水泥刚玉质浇注料性能的影响。结果表明：Al2O3微粉加入量对浇注料的成型性能和烧后强度影响较大,其最佳加入量在Alphabond含量（质量分数,下同）为3%时为11%左右;增加Alphabond加入量（在0-4%范围内）可大幅度提高浇注料的烘干强度,但1400℃及1600℃烧后常温抗折强度和1400℃高温抗折强度明显降低。

Al_2O_3微粉和SiO_2微粉对刚玉-莫来石材料性能的影响

在板状刚玉细粉中添加粘土或Al2O3微粉 和不同种类的SiO2微粉制成刚玉-莫来石试样,分 别于1200℃、1400℃和1600℃保温5h烧成后,测 定试样的体积密度、显气孔率和烧后线收缩率,利用 XRD分析了试样在不同温度段的莫来石生成量,研 究了添加Al2O3微粉和不同种类的SiO2微粉对材料 的烧结性能和莫来石化的影响,并利用SEM观察了 试样的显微结构。结果表明:(1)加入Al2O3微粉和 SiO2微粉均有利于材料的烧结;加入SiO2微粉的纯度 和晶形不同,对试样莫来石化的影响也不同,无定形 态SiO2微粉(即硅灰)的纯度越高,试样的莫来石生 成量也越高。(2)加粘土的试样,其显微结构中柱状 莫来石的晶体特征比较明显;而加入SiO2微粉的试 样,其莫来石晶体和刚玉晶体相互交错,晶粒较小。

镁砂细粉加入量对轻骨料刚玉-尖晶石浇注料性能的影响

以轻质刚玉-尖晶石陶瓷颗粒为骨料,以白刚玉细粉、90尖晶石细粉、镁砂细粉、α-Al2O3微粉、SiO2微粉为基质料,在固定镁砂细粉和白刚玉细粉的总质量分数为17.5%的情况下,改变镁砂细粉的质量分数(分别为0、3.5%、6.5%、9.5%和12.5%),制备成5种轻骨料刚玉-尖晶石浇注料试样,经110、1100和1600℃热处理后,检测试样的常温物理性能,并分析试样的相组成和显微结构。结果表明:1)随着镁砂细粉加入量的增加,不同温度热处理后试样的显气孔率和体积密度的变化均不大;110℃热处理后试样的强度有增大的趋势,而1100和1600℃热处理后试样的强度则有减小的趋势;1100℃烧后试样的线膨胀率有增大的趋势,而1600℃烧后线膨胀率显著增大;试样基质的显微结构变疏松,平均孔径和孔隙率增大。2)当镁砂细粉加入量(w)为3.5%和6.5%时,试样的抗渣渗透性相对较强,而抗渣侵蚀性相对较差;当镁砂细粉加入量(w)增加到9.5%和12.5%时,试样的抗渣侵蚀性显著提高,而抗渣渗透性显著下降。

硅粉对刚玉-氮化硅复合材料表面氧化膜的影响

将T-60氧化铝粉、氮化硅粉和硅粉分别按50%、37.5%和12.5%的质量分数配料混合,经压制成型后,在空气中于1600℃保温2h烧成制得刚玉-氮化硅复合材料试样,借助于XRD、SEM、EDS等研究了加入硅粉对刚玉-氮化硅复合材料表面氧化膜组成和结构的影响。结果表明:在空气中烧成的刚玉-氮化硅复合材料表面氧化膜主要由富硅玻璃相、刚玉和莫来石组成;在刚玉-氮化硅复合材料中引入硅粉能减小氧化膜厚度,并能提高氧化膜的致密程度。

α-Al_2O_3纳米粉对高纯刚玉砖烧结性能的影响

研究了在刚玉砖基质中分别引入0.5%,1%,2%和3%的α-Al2O3纳米粉及分别引入4%,8%和12%的α-Al2O3微粉时对高纯刚玉砖烧结性能的影响.检测试样于1100℃、1300℃、1400℃、1500℃、1600℃和1700℃保温5 h热处理后的体积密度和强度,并用扫描电镜观察其显微结构.结果表明:同时加入α-Al2O3纳米粉和α-Al2O3微粉可以促进固相烧结,改善制品烧结性能,使烧结温度降低200～400℃;当α-Al2O3纳米粉加入量为1%～2%,α-Al2O3微粉加入量为4%～8%时,烧结温度可降到1400～1500℃,此时,试样的体积密度和强度达到最佳值.其烧结机理是以扩散传质为主的固相烧结.

金属-氮化物结合刚玉滑板的制备与性能研究

以板状刚玉和金属铝粉为主要原料制备了金属-氮化物结合刚玉滑板,借助XRD和SEM等研究了铝粉加入量、加入粒度、氮化温度以及莫来石钛酸铝复相原料对滑板材料性能的影响。结果表明:(1)以板状刚玉和金属铝粉为主要原料,可以制得金属-氮化物结合刚玉滑板材料;(2)金属铝粉加入量为12%时综合性能较好;(3)铝粉以两种粒度混合引入,滑板具有好的综合性能,氮化温度1000℃即可;(4)引入适量的莫来石-钛酸铝复相材料可提高滑板材料的热震稳定性。

高铝矾土-硅粉氮化合成SiAlON的过程研究

分别以w(Al2O3)为68.08%和45.56%的两种高铝矾土及硅粉为原料,按合成SiAlON的理论配比配料(Si粉过量5%),成型后在流动N2(流量为0.06～0.1m3·h-1)中进行热重分析,同时测定试样在不同温度(900～1500℃)保温6 h后的质量变化,并分析氮化后试样的物相变化,从而探讨该试样的氮化过程及其机理.结果表明,高铝矾土-硅粉试样在流动N2中的氮化反应过程可大致分为3个阶段:1)Si粉氮化阶段(900～1200℃),Si粉氮化生成Si3N4和Si2N2O;2)SiAlON形成阶段(1300～1400℃),生成O'-SiAlON和β-SiAlON;3)β-SiAlON的生长发育阶段(1450～1500℃),部分O'-SiAlON转化为β-SiAlON,Al2O3在β-SiAlON中的固溶度增加.

石化工业用新型高纯刚玉砖的开发

研究了微粉和添加剂对优质高纯刚玉砖力学性能的影响。结果表明，微粉和添加剂均可有效地促进高纯刚玉砖的烧结，显著改善其力学性能。加入适量添加剂可在较低温度下烧成制得性能优于美国AH199B的高纯刚玉砖。加入运量添加剂，可活化Al2O3晶格，促进刚玉砖晶粒沿二维方向长大，形成条柱状晶，明显地改善高的刚玉砖的强度和抗热震性。大批量制砖结果已经显示，平均常温耐压强反1224MPa，1250℃抗折强度11.1MPa，抗热震性平均超过14次，最高＞25次。在渣油气化炉和炭黑反应炉上使用已初步显示出它的优良的使用特性。

气雾化快凝磁性磨料陶瓷颗粒增强相分布的研究

以铁合金作为基体,刚玉粉为磨粒,在雾化快凝装置中采用气雾化快凝法制备不同粒度的磁性磨料;在经过镶嵌、研磨、抛光、酸洗之后,采用热场发射扫描电子显微镜(SEM)观察磁性磨料的剖面形貌,结果表明刚玉粉在磁性磨料中的分布具有一定规律,绝大部分刚玉粉均匀牢固致密地嵌于铁磁性基体表层,且嵌入基体的深度大于自身半径,而基体内部基本无刚玉粉颗粒分布,对这一现象产生的原因利用陶瓷颗粒穿透模型和机械作用机制进行系统的计算与分析。