一种准分布式内加热刚玉管FBG渗流速率监测方法

岩土体中的渗流是引发各种地质灾害的重要因素。针对现有渗流监测技术的不足,提出了一种基于光纤布拉格光栅FBG的准分布式内加热刚玉管FBG渗流监测方法;介绍了该方法的原理;发明了一种新型内加热刚玉管渗流传感器;推导出了温度特征值与渗流速率之间的关系,并通过砂性土室内模型试验对此关系进行了率定。试验结果表明：（1）本方法对砂性土中渗流速率进行监测是可行的;（2）利用刚玉管封装的新型传感器具有很好的监测性能;（3）在给定加热功率条件下,一定渗流速率范围内,温度特征值与渗流速率间存在线性关系,渗流速率越大,温度特征值越小;（4）一定加热功率条件下的渗流速率监测存在相应的测试量程,提高给定加热功率可提高监测量程。

贵金属热电偶双层刚玉管装配工艺改进

贵金属热电偶是工业生产过程中的高温测量仪表,长期测量温度最高可达1 600℃。其外保护管多用高铝瓷管或刚玉管,该类保护管可确保贵金属丝材——铂铑丝不受高温环境下介质的污染,但其抗振性和抗压性差。本文针对刚玉管出现细微裂纹的问题,采用了3种不同的装配方案分别进行试验,最终确定了可行的装配工艺,提高了贵金属热电偶产品的供货质量。

明流式上出液刚玉管过滤器

我厂镍电解净液过程中,过去一直沿用木制板框式压滤机过滤含钴渣的滤浆。这种设备过滤效率低,劳动强度大,而且消耗木材和滤布。为了改革这种设备,在学习兄弟单位的先进经验之后,我们组成了“三结合”小组,结合我厂具体情况,进行研究,于今年元月试制成功了一台明流式上出液刚玉管过滤器。在试制过程中。

莫来石-刚玉-镁铝尖晶石复相材料的抗碱侵蚀性能研究

为了提高莫来石-刚玉质匣钵的抗碱侵蚀性能,以煤矸石、工业氧化铝和工业氧化镁为原料,采用二步煅烧法制备了莫来石-刚玉-镁铝尖晶石复相材料,研究了工业氧化镁加入量(加入质量分数分别为1%、2%、3%、4%和5%)对试样物相组成、显微结构及物理性能的影响,并探究了试样抗钠离子电池正极材料的侵蚀机制。结果表明:1)氧化镁可促进莫来石晶体生长和试样烧结致密化,且由于莫来石晶体直接结合及微晶镁铝尖晶石颗粒增韧,所有试样均具有高的常温耐压强度,≥248 MPa;2)以不同形态分布于试样中的镁铝尖晶石可形成物理屏障,阻止Na^(+)渗透,阻隔其与莫来石和刚玉反应,提高试样的抗碱侵蚀性能;3)综合试样的物理性能和抗碱侵蚀性能,工业氧化镁的最佳加入量为4%(w)。

不同碱度渣对刚玉-尖晶石浇注料的侵蚀行为研究

浇注料的抗渣侵蚀性能与钢渣的碱度密切相关。以烧结刚玉、缺陷尖晶石微粉、活性α-Al_(2)O_(3)微粉、电熔镁砂细粉和铝酸钙水泥(Secar71)为主要原料,制备了刚玉-尖晶石浇注料,采用静态坩埚法于1600℃保温3 h进行抗渣试验,并用热力学模拟计算了液相量和液相组成,研究了刚玉-尖晶石浇注料对3种不同碱度渣(1.6、2.3和7.6)的抗渣侵蚀性能。结果表明:刚玉-尖晶石浇注料在高碱度渣中溶解能力有限,在熔渣-耐火材料界面极易形成尖晶石固溶体和六铝酸钙等高熔点物相,形成致密层阻挡熔渣渗透和侵蚀。而其在低碱度渣中溶解度较高,在浇注料-熔渣达到较高反应程度时,才开始形成尖晶石固溶体和六铝酸钙等高温相,无法形成有效的致密层阻止熔渣对浇注料的侵蚀和渗透。因此,刚玉-尖晶石浇注料对高碱度渣抗渣侵蚀能力较强,对低碱度渣抗渣侵蚀能力较弱。

回转窑炉渣对刚玉-莫来石砖的侵蚀研究

对某公司危废焚烧回转窑燃烧带用后刚玉-莫来石砖进行取样,采用XRD、SEM结合EDS对残砖进行显微结构和成分分析,探索危废焚烧回转窑用刚玉-莫来石砖在含卤素及高含量钠盐炉渣侵蚀下的蚀损机制。结果表明:熔渣中的钠盐、钾盐及Br、Cl等元素侵蚀渗透能力强,在基质中产生的NaCl、KBr及方钠石等低熔点、低密度物质,一方面导致燃烧带的砖体高温性能降低,加快了物料对砖体的侵蚀磨损;另一方面导致砖体产生不可逆的体积膨胀,从而在回转窑运行过程中出现剥落。

含刚玉变沉积岩对扬子克拉通西北缘新元古代演化史的制约

厘清扬子西北缘出露的前寒武纪变质基底对于揭示扬子克拉通新元古代的大地构造演化历史和四川盆地的深层资源形成与赋存机制具有基础性意义。本文报道了在扬子克拉通西北缘米仓山地体中识别出的黑云母斜长片麻岩与含刚玉矽线堇青云母片岩。相平衡模拟研究认为刚玉的产生与深熔过程中SiO2的丢失有关。黑云母斜长片麻岩记录的峰期变质温压条件达到759℃~770℃,0.48~0.55 GPa(地温梯度约为46℃/km~53℃/km),含刚玉矽线堇青云母片岩的典型矿物组合(斜长石+钛铁矿+黑云母+堇青石+刚玉+矽线石)所记录的温压条件为580℃~620℃,0.36~0.46 GPa(地温梯度范围为35℃/km~43℃/km)。变质锆石年代学揭示了两组变质年龄分别为814±9 Ma、736±17 Ma,但两组变质年龄的关系还有待进一步厘清。结合前人研究成果,本文认为含刚玉变沉积岩进一步精细刻画了自~814 Ma后的弧-陆碰撞过程,高地温梯度可能与碰撞过程中伴随幔源物质参与有关,相应的碰撞过程进一步证实扬子克拉通位于罗迪尼亚超大陆周缘。

聚丙烯纤维对刚玉-六铝酸钙浇注料抗热震性能的影响

为改善刚玉-六铝酸钙浇注料的性能,以刚玉、六铝酸钙(CA_(6))、活性α-Al_(2)O_(3)微粉为主要原料,在1550℃保温4 h,制备了水合氧化铝结合的刚玉-CA_(6)浇注料,研究了不同聚丙烯纤维加入量(外加质量分数分别为0、0.04%、0.08%、0.12%和0.16%)对刚玉-CA_(6)浇注料性能尤其是抗热震性的影响。结果表明:1)聚丙烯纤维的加入可使试样平均线膨胀系数减小,但会导致试样强度和体积密度有所降低,进而导致弹性模量减小;2)适量聚丙烯纤维的加入可改善试样抗热震性,但过量的聚丙烯纤维会导致材料内部结构疏松、致密度减小,试样抗热震性反而有所降低;3)聚丙烯纤维加入量为0.08%(w)时,常温抗折强度保持率最高,为53.5%,表现出最佳的抗热震性能。

38CrMoAl渗氮钢微晶刚玉砂轮摆线磨削工艺试验研究

在实际磨削38CrMoAl渗氮钢过程中,存在磨削烧伤情况。本文分别采用白刚玉砂轮和微晶刚玉砂轮磨削38CrMoAl渗氮钢,对比研究了不同磨料类型刚玉砂轮对磨削力和表面粗糙度的影响规律。试验结果表明:相较于白刚玉砂轮,微晶刚玉砂轮磨削时磨削力降低了14.2%。基于正交试验方法,通过微晶刚玉砂轮平面磨削试验,探究了磨削工艺参数对磨削力和工件表面粗糙度的影响。结果分析表明:磨削深度对磨削力影响最大,其次是工件进给速度和砂轮转速;对于工件表面粗糙度而言,工件进给速度的影响最大,其次是砂轮速度和磨削深度。最终采用微晶刚玉砂轮对38CrMoAl渗氮钢齿轮样件进行批次加工,结果显示无磨削烧伤发生,且磨削表面质量得到了显著提高。

烧结铬刚玉在陶瓷电熔炉中应用的可行性研究

为了分析烧结铬刚玉材料是否符合陶瓷电熔炉对硼硅酸盐玻璃抗侵蚀性能的要求,采用旋转浸渍法对比研究了1 200℃下模拟高放废液固化玻璃液对2种Cr_(2)O_(3)含量(Cr_(2)O_(3)的质量分数分别为47.3%和60.9%)的烧结铬刚玉材料的侵蚀行为,并分析了侵蚀试验后的2种烧结铬刚玉材料的显微结构和物相组成。结果表明:1)烧结铬刚玉抗模拟玻璃液侵蚀性优异,但烧结铬刚玉材料在玻璃液中的动态侵蚀过程为基质侵蚀-颗粒剥落的非连续蚀损。2)玻璃液在烧结铬刚玉中的渗透主要表现为沿材料气孔及(Cr,Al)_(2)O_(3)固溶体间磷酸盐相向内渗透;(Cr,Al)_(2)O_(3)固溶体中的Al_(2)O_(3)扩散进入玻璃液中,玻璃液中的MgO、FeO和Fe_(2)O_(3)等扩散进入(Cr,Al)_(2)O_(3)固溶体,形成贫Al_(2)O_(3)的复合尖晶石。3)含60.9%(w)Cr_(2)O_(3)的试样对硼硅酸盐的抗侵蚀性较含47.3%(w)Cr_(2)O_(3)试样的略差,原因是含60.9%(w)Cr_(2)O_(3)的试样中(Cr,Al)_(2)O_(3)固溶体固溶度低,磷酸盐结合剂以及(Cr,Al)_(2)O_(3)固溶体基质与Al_(2)O_(3)和Cr_(2)O_(3)颗粒的直接结合程度差,均对其抗侵蚀性产生了不利影响。4)烧结铬刚玉材料若提高基质与颗粒间的结合强度,形成类电熔材料结构特征,改善其在玻璃液中的不连续蚀损问题,提高烧结铬刚玉材料抗玻璃液侵蚀能力,则有望在陶瓷电熔炉上应用。

不同种类铝镁尖晶石细粉对刚玉尖晶石浇注料性能的影响

以板状刚玉颗粒和电熔尖晶石颗粒为骨料,以板状刚玉细粉、烧结或电熔尖晶石细粉、活性α-Al_(2)O_(3)微粉为基质,高纯铝酸钙水泥为结合剂,振动浇注成型,经1550℃高温烧成后制备刚玉尖晶石试样。研究了不同厂家烧结尖晶石细粉和电熔尖晶石细粉的化学成分、物相组成和粒度分布对刚玉尖晶石浇注料显微结构、烧后永久线变化率、显气孔率、体积密度、常温抗折强度、高温抗折强度和常温耐压强度的影响。

活性氧化铝加入量对活性氧化镁结合刚玉-尖晶石浇注料性能的影响

为改善活性氧化镁结合刚玉-尖晶石浇注料的性能,以板状刚玉、活性氧化铝微粉、活性氧化镁微粉和乳酸铝为原料,制备了活性氧化镁结合刚玉-尖晶石浇注料,研究了活性氧化铝微粉加入量(加入质量分数分别为0、8%、13%和18%)对浇注料显微结构、物相组成、物理性能及抗渣侵蚀和渗透性能的影响。结果表明:1)活性氧化铝微粉的加入促进了活性氧化镁结合刚玉-尖晶石浇注料的烧结,提高了骨料和基质的结合程度,使浇注料显微结构更加致密;2)随着活性氧化铝微粉加入量的增加,试样体积稳定性提高,显气孔率降低,体积密度增加,常温抗折强度和耐压强度及抗渣性提高;3)当活性氧化铝微粉加入量为18%(w)时,活性氧化镁结合刚玉-尖晶石浇注料的综合性能最好(考虑到颗粒级配和原料成本的问题,没有必要再进一步增加活性氧化铝微粉),其体积密度为3.05 g·cm^(-3),显气孔率为18.5%,加热永久线变化为0.31%,常温抗折强度和耐压强度分别为13.5和73.8 MPa,抗渣性最佳。

硫酸钙对刚玉-尖晶石材料性能的影响

【目的】优化刚玉-尖晶石材料的高温性能。【方法】以板状刚玉、电熔白刚玉、尖晶石、氧化铝微粉、硫酸钙为原料制备了刚玉-尖晶石制品,研究了硫酸钙加入量对刚玉-尖晶石材料的常温性能、高温抗折强度、弹性模量和抗热震性能的影响。【结果】结果表明:随着硫酸钙加入量增加,试样常温抗折和耐压强度先升高后降低;高温抗折强度先升高后降低,抗热震性能在硫酸钙加入量少时较好。【结论】硫酸钙加入量为4.2%的试样,具有较好的常温性能、高温强度和抗热震性,其主要归因于经高温烧后硫酸钙分解生成的CaO与基质中的Al_(2)O_(3)反应生成的六方板状CA_(6),交错分布在基质中,这种结构有利于提高试样的抗热震性和弹性模量。

轻量刚玉骨料对钢包包底冲击区用铝镁碳耐火材料侵蚀机理的影响

钢包用耐火材料的轻量化对节能降耗和减少吨钢耐材消耗意义重大。本文研究了含轻量刚玉骨料铝镁碳耐火材料在170 t钢包包底冲击区服役的侵蚀机理,并与传统致密烧结刚玉基铝镁碳耐火材料进行了对比分析。结果表明,采用轻量刚玉骨料制备的铝镁碳耐火材料显示更优异的使用效果,侵蚀速率由原先的1.79 mm/炉降低至1.35 mm/炉,服役寿命提升近24.6%。研究表明:轻量刚玉骨料具有高的表面粗糙度和丰富的微米级气孔,不仅能强化骨料基质结合界面,还可以通过微孔吸收热应力,显著提高了铝镁碳耐火材料的抗冲刷性能和热震稳定性;同时能促进热面生成致密且较厚的六铝酸钙-尖晶石复合隔离层,阻碍了熔渣的侵蚀与渗透,并有效抑制了内部碳的氧化。另外,轻量刚玉骨料能吸附熔渣并形成核壳结构,进一步提升材料的抗侵蚀性。

Al_(2) O_(3)-MgAl_(2) O_(4)复相骨料对刚玉-尖晶石浇注料抗渣性能的影响

为研究Al_(2)O_(3)-MgAl_(2)O_(4)复相骨料对刚玉-尖晶石浇注料抗渣性能的影响,在基质中添加与不添加尖晶石细粉的2种情况下,分别以板状刚玉骨料和Al_(2)O_(3)-MgAl_(2)O_(4)复相骨料制备了刚玉-尖晶石浇注料。先利用FactSage反应热力学软件计算了1600℃时板状刚玉和Al_(2)O_(3)-MgAl_(2)O_(4)复相骨料与熔渣之间的反应热力学,并采用浸泡法研究了2种骨料的抗渣性能,再采用静态坩埚法研究了2种骨料对浇注料抗渣性能的影响。结果表明:与板状刚玉骨料相比,Al_(2)O_(3)-MgAl_(2)O_(4)复相骨料侵蚀层中的裂纹细而少,遭受熔渣侵蚀后不易剥落,其过渡层中既有CA 6相也有尖晶石相,而且尖晶石相中固溶有Fe、Mn元素,该骨料不仅通过形成CA 6层来阻挡熔渣侵蚀,而且通过尖晶石吸收熔渣中FeO、MnO等物质而降低熔渣的黏度,进而起到抵抗熔渣侵蚀的作用。由Al_(2)O_(3)-MgAl_(2)O_(4)复相骨料替代板状刚玉骨料,浇注料试样的侵蚀和渗透面积百分率均有所降低,尤其在基质和骨料中同时引入尖晶石可更加有效地提高刚玉-尖晶石浇注料的抗渣性能。

不同保温工艺对莫来石刚玉陶瓷的影响研究

为探究不同保温工艺对莫来石刚玉陶瓷的性能影响,以铝矾土和煤矸石为原料,按照60%铝矾土和40%煤矸石的质量比混料制备A_(3)S_(2)(3A_(l)2O_(3)·2Si O_(2))/A_(l)2O_(3)陶瓷胚体。采用高温段恒定保温和高低温段分段保温的保温方式烧结制备莫来石刚玉陶瓷,对比分析制得陶瓷样品的体积密度、气孔率和抗折强度的变化趋势,并用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对陶瓷样品的物相及微观形貌进行表征。结果表明,高低温分段保温制得的A_(3)S_(2)/A_(l)2O_(3)陶瓷性能优于高温段恒定保温制备的陶瓷性能,当高温段为1350℃时,A、A1、A2保温工艺制得的试样抗折强度分别为37.86、68.52、79.86 MPa,A1与A2的抗折强度远高于A。这是因为低温段恒定保温可使原料中的吸热反应进行完全,矿物充分转变为氧化物在高温段进行固相反应,使陶瓷性能更优,其中A2试样性能最优,当高温段为1350℃时,A2试样体积密度为2.23 g/cm^(3),气孔率为0.26%,抗折强度为79.86 MPa。

刚玉和引入性莫来石对原位莫来石的结构性能影响的对比分析

本文研究了刚玉和引入性莫来石对原位莫来石结构性能的影响,从材料组成、微观结构、力学性能和相组成等多维度进行对比实验归纳总结。通过对比分析不同的结果,本文探讨了刚玉和引入性莫来石在提高原位莫来石性能方面不同的作用和影响,多角度分析了热稳性能差异化的原因。

LF钢包包底周围填充用刚玉质捣打料的研制

以棕刚玉、α-氧化铝微粉、SiC微粉为主要原料,分别采用磷酸、磷酸二氢铝、铝酸镁溶胶为结合剂,研究了不同结合剂对刚玉质捣打料物理性能的影响。结果表明:以磷酸为结合剂的捣打料经1 000℃和1 500℃保温3 h热处理后,试样的强度及各项性能均最佳,在LF钢包中实际试验应用取得良好的使用效果,满足了现场的使用要求。

β-赛隆(Sialon)/刚玉复相耐火材料研究

采用氮化反应烧结工艺制备β－Ｓｉａｌｏｎ／刚玉复相耐火材料．结果表明，在低于１４５０～１６００℃下的流动氮气气氛中直接氨化反应一定比例的ＡＩ、Ｓｉ、Ａｌ_２Ｏ_３微粉，以及刚玉细粉和颗粒，可以制备不同Ｚ值的β－赛隆（Ｓｉ_（６－ｚ）Ａｌ_ｚＯ_ｚＮ_（８－ｚ））／刚玉复相材料．但是，最终产物中的β－赛隆相的Ｚ值与设计值存在偏差，这可能与反应过程有关。不同Ｚ值的β－赛隆／刚玉复相材料均显示良好的抗渣铁侵蚀性．同时抗碱试验表明；当预设计Ｚ值为１．５～２．５时具有良好的抗碱性能，而当预设计Ｚ值等于４时，抗碱性下降，这可能与复相材料中Ｓｉａｌｏｎ含量及其Ｚ值有关．

塑性相结合刚玉复合材料的力学性能

在刚玉－碳化硅耐火材料中添加硅粉，利用硅粉所具有的金属塑性特征，使得制品具有了塑性成型的性质，而且提高了制品的致密化程度和断裂韧性，并达到了坯体增韧的效果。