镁铝尖晶石固溶体成分对TiN析出行为的影响

通过2205双相不锈钢渣-钢反应平衡实验,得到不同炉渣配比下的MgO-Al_2O_3二元系固溶体夹杂,当反应达到平衡后,向钢中添加了0.05%的Ti,进而得到了"MgO-Al_2O_3固溶体+TiN"的复合夹杂。试样经水淬后,通过电镜分析夹杂物,然后采用10%的草酸进行电解,与不加Ti的铸态组织δ铁素体晶粒形貌、尺寸进行了对比。实验结果发现:TiN析出量随MgO-Al_2O_3固溶体中Al_2O_3比例的增加而增加,铸态δ铁素体晶粒可得到明显细化,实验结果发现富MgO的MgO-Al_2O_3固溶体以及MgO·Al_2O_3析出TiN很少,δ铁素体细化效果不明显。通过热力学计算、异质形核理论以及实验结果证明,MgO-Al_2O_3二元系固溶体夹杂物成分由炉渣成分及钢中Mg、Al活度共同决定,MgO-Al_2O_3固溶体中Al_2O_3含量增加,使MgO·Al_2O_3晶格发生畸变,这与点阵中存在着空位密切相关。由于空位富集,使得点阵常数e不均匀,也由于空位改变晶格场,引起O2-的移动或转移,形成缺位尖晶石固溶体。晶格的能量状态发生变化促进了Ti原子和N原子在MgO-Al_2O_3夹杂物表面析出。

Fe-Mn-Co-Cu体系尖晶石的结构和红外辐射特性

采用XRD、SEM /EDAX、IR等测试方法研究了Fe2 O3 MnO2 Co2 O3 CuO体系的结构及其形成过程 ,测试了该体系的红外辐射性能 ,分析了该体系的结构特征与其红外辐射特性的关系。研究结果表明 ,高温合成过程中过渡金属氧化物形成立方尖晶石固溶体。尖晶石结构的四面体位置主要分布有Fe3+、Mn2 +、Cu2 +等离子 ,八面体位置主要被Mn3+、Co3+、Cu2 +、Fe2 +、Fe3+等离子占据。体系组成的变化对过渡金属离子在四面体位置和八面体位置的分布状况产生影响。由于在四面体位置和八面体位置上均存在多种过渡金属离子 ,Fe Mn Co Cu体系立方尖晶石固溶体在 2 .5～ 2 5 μm波段内具有较高的红外辐射率。

镁铝尖晶石对铝–刚玉复合材料结构和性能的影响

以板状刚玉、电熔白刚玉、α-Al_2O_3微粉、金属Al粉、Mg Al_2O_4微粉[含量分别为3%(质量分数)、6%、9%、12%和15%]为原料,酚醛树脂为结合剂制备Al–Mg Al_2O_4–Al_2O_3样品。样品经200℃烘干后于1 300℃氮气气氛烧成。结果表明:样品常温耐压强度呈增加趋势、样品高温抗折强度增加。样品中除主晶相刚玉和镁铝尖晶石固溶体外,形成新相Al4O4C、Al N–Al2OC固溶体和少量AlxOyNz等,还有部分金属铝粉剩余。样品中金属铝的含量为12%,但经1 300℃氮气气氛烧成后,样品中既无独立Al N,也无独立的Al4C3存在,而是以Al N–Al2OC固溶体形式存在,因此不会出现因Al N或Al4C3水化导致样品性能降低或样品完全散裂的现象。样品中有AlxOyNz相生成,但因烧成温度低,未能检测到Mg Al ON。

MgO-Al_2O_3-FeO_n复相材料的高温蠕变性能研究

高铁镁砂中引入质量分数为3%的板状刚玉（粒径为23 mm）,经1580℃烧结制备MgO-Al2O3-FeOn复相材料。对烧后试样进行蠕变温度分别为1300℃、1400℃和1500℃（压力为0.2 MPa,保温时间为50 h）的压蠕变实验。试样在1300℃、1400℃和1500℃的蠕变率分别为-0.382%、-1.140%和-4.348%。在50 h的压蠕变试验中,前20 h为初始蠕变阶段,蠕变方程符合y=A+B*exp（C*x）;后30 h为稳态蠕变阶段,蠕变方程符合y=D+E*x,式中y--蠕变率,%;x--时间,h;A、B、C、D、E--实验常数。采用XRD和SEM分析表征蠕变后试样的物相组成及显微结构。结果表明:在高铁镁砂中铁氧化物的促进下,板状刚玉周围形成了镁铁铝尖晶石固溶体,并具有明显的'核-壳'环带结构。由于选用的板状刚玉粒径为23 mm,经过不同温度的蠕变后,试样仍保持完整的环带结构而未被破坏,但由于离子扩散的原因,从外到内形成了多层环带结构。

新型催化裂化烟气硫转移剂的研究开发

采用溶胶法制备FP-DS硫转移剂,考察了固溶体尖晶石的结构、焙烧温度、水热老化和过渡金属的引入对硫转移剂的影响,以及降低磨损指数的各种方法。结果表明,FP-DS硫转移剂能有效降低再生烟气中SO_2含量,对SO_2的吸附率在60%以上,解吸效果接近100%,磨损指数在3.5%·h^(-1)以下。该助剂的使用对催化裂化产品的分布和质量无明显影响。

低温合成MgO-Al_2O_3-FeO_n复相材料

高铁镁砂中分别引入质量分数为3%、6%、9%、12%、15%的板状刚玉,经1 420℃烧结制备Mg O-Al2O3-Fe On复相材料。采用X射线衍射和扫描电子显微镜分析试样的物相组成及显微结构。结果表明:在1 420℃,高铁镁砂与板状刚玉反应烧结形成原位合成的镁铁铝尖晶石固溶体,铁氧化物的存在促进了镁铁铝尖晶石固溶体的形成。随着板状刚玉加入量的增加,镁铁铝尖晶石固溶体的含量随之增加。镁铁铝尖晶石固溶体呈现明显的环带结构。最外层环带结构致密,富含铁氧化物;次外层环带结构中铁氧化物的含量有所降低。这些环带结构使得低温制备镁铁铝尖晶石固溶体结合方镁石材料的新工艺得以实现。

氮气保护下镁砂对Al–刚玉体系物相的影响

以烧结刚玉、α-Al2O3微粉、金属铝粉、高纯镁砂[加入量分别为3%（质量分数）、6%、15%]为原料,酚醛树脂为结合剂,制备Al–MgO–Al2O3系复合材料。样品成型后经过200℃烘干后在1 300℃氮气气氛下烧结。结果表明：添加金属铝粉后样品常规物理性能显著改善。样品中的主晶相为α-Al2O3和Mg Al2O4,有金属铝残留。镁砂对金属铝–烧结刚玉耐火材料物相组成影响大,当镁砂加入量为3%时形成Al4O4C相,镁砂加入量为6%或15%时,新相为Al4C3,未检测到Al4O4C相,镁砂添加量为15%时能检测到方镁石相。镁砂加入量大于或等于6%时,α-Al2O3颗粒或细粉表面形成的镁铝尖晶石包裹刚玉结构,将α-Al2O3表面包覆,阻断Al4C3与α-Al2O3反应生成Al4O4C。最后建立了该体系中新相形成机理的反应模型。