莫来石-堇青石陶瓷窑具材料的性能及显微结构

研究了红柱石骨料的莫来石化作用及添加剂SiC的加入量、合成莫来石的引入和烧成温度对莫来石-堇青石窑具材料性能及显微结构的影响。结果表明 ,在 1380℃ 4h下烧成时 ,红柱石的莫来石化作用能大大改善材料的烧结性能 ;加入 4 %的SiC可提高材料的物理性能 ;部分合成莫来石的加入可克服红柱石在莫来石化过程中的不足 ,强化材料的组织结构 。

莫来石晶须/陶瓷纤维增强堇青石质隔热材料

基于改善高温工业使用的堇青石质隔热材料强度较低的问题,以蓝晶石、黏土、氧化镁粉为原料,以小麦淀粉为造孔剂和固化剂,引入适量的硅酸铝陶瓷纤维和MoO_(3),通过MoO_(3)催化莫来石晶须在陶瓷纤维表面的原位形成,制备了具有莫来石晶须/陶瓷纤维互锁多级结构增强的堇青石质隔热材料。研究了硅酸铝陶瓷纤维在MoO_(3)的作用下于不同温度(1200、1250、1300和1350℃)热处理后对材料显微结构、常温力学性能和热导率的影响。结果表明:在MoO_(3)的作用下,莫来石晶须在硅酸铝纤维表面生长,基本呈现垂直趋势,部分穿插于发育良好的堇青石晶粒中;随着热处理温度的升高,硅酸铝陶瓷纤维表面的莫来石晶须由短棒状转变为细长针状,且长径比逐渐增大;这种具有纤维/晶须多级结构的堇青石质材料,其力学性能得以提高的同时热导率也降低,其中1350℃热处理后试样的性能最佳。

莫来石-堇青石质废窑具制备轻质隔热材料

为了规模化、高值化利用莫来石-堇青石质废窑具,以莫来石-堇青石质废窑具、黏土和铝矾土为主要原料,以十六烷基三甲基溴化铵为发泡剂,以聚乙烯醇为稳泡剂,采用发泡法制备莫来石-堇青石质轻质隔热材料,主要研究热处理温度(分别为1050、1100、1150和1200℃)对轻质隔热材料性能的影响。结果表明:1)所制备的莫来石-堇青石质隔热材料的物相组成为莫来石、堇青石、刚玉和微量方石英;2)在1150℃保温3 h制备的莫来石-堇青石质隔热材料的综合性能最佳,其热导率为0.160 W·m^(-1)·K^(-1),体积密度为0.89 g·cm^(-3),显气孔率为69.7%,常温耐压强度为7.82 MPa,常温抗折强度为1.8 MPa。

莫来石晶须原位增强堇青石-莫来石多孔陶瓷制备

为实现煤矸石资源化利用,以高岭土粉、煤矸石粉、滑石粉、氢氧化铝粉为主要原料,制备了莫来石晶须原位增强堇青石-莫来石多孔陶瓷。研究了煤矸石掺量(质量分数分别为0、9%、17%、26%、33%)和AlF_(3)添加量(质量分数分别为0、1.5%、2.0%、2.5%、3.0%)对多孔陶瓷物相组成、显微结构和性能的影响。结果表明:1)当煤矸石掺量(w)≤17%、AlF_(3)添加量(w)≤2.5%时,试样主要矿物组成为堇青石和莫来石。2)增加煤矸石掺量可明显提高试样的体积密度和耐压强度,但对保持显气孔率不利;增加AlF_(3)添加量导致试样体积密度和耐压强度减小,但可提高显气孔率。3)随着煤矸石掺量和AlF_(3)添加量的增加,莫来石晶须直径增加,长径比增加,呈四方柱状或针状。4)当煤矸石掺量(w)为17%,AlF_(3)添加量(w)为2.5%时,经1350℃保温2 h,可获得体积密度1.86 g·cm^(-3),显气孔率31.0%,耐压强度27.8 MPa的多孔陶瓷;其针状莫来石晶须形成互锁结构,平均直径0.5μm,长径比>20。

烧成工艺对堇青石-莫来石窑具材料性能的影响

以堇青石、莫来石、高岭土和氧化铝微粉为原料制备堇青石-莫来石窑具材料,研究了烧成温度、保温时间对堇青石-莫来石窑具材料的常温性能、高温抗折强度和抗热震性的影响。并通过XRD分析了试样烧成后的物相变化,通过SEM观察了试样的显微结构。结果表明:随烧成温度从1340℃提高到1400℃,试样的线膨胀率增加,显气孔率增加,常温抗折、常温耐压强度和高温抗折强度增大,但1370℃烧成后的试样的抗热震性最好;对1370℃烧成的试样,随保温时间从3 h延长到5 h,试样的常温性能、高温抗折强度及抗热震性都有所降低。综合分析,在1370℃下保温3 h烧成的试样性能较为优良。

镁质黏土对碳化硅-堇青石复相陶瓷结构及性能影响

采用烧结法制备碳化硅-堇青石复相陶瓷。利用TG-DTA分析仪确定原料组成的热行为和反应机理,XRD确定晶相组成,SEM观察形貌结构,PCY高温卧式膨胀仪测定热膨胀系数。结果表明,800℃制备的添加镁质黏土复相陶瓷的抗折强度从0.84 MPa提高到1.91 MPa,表明加入镁质黏土能够提高复相陶瓷在烧制过程中的强度;在1300℃烧结温度下,添加镁质黏土试样的抗折强度从37.25 MPa提高到40.61 MPa,气孔率从19%降低到16%,体积密度从1.63 g/cm^(3)提高到1.64 g/cm^(3),热膨胀系数从2.958×10^(-6)℃^(-1)降低到2.789×10^(-6)℃^(-1),表明添加镁质黏土对复相陶瓷性能有所改善,堇青石结晶度更高,致密度更好。

陶瓷纤维/莫来石晶须原位增强堇青石-莫来石轻质隔热材料

以蓝晶石、粘土、氧化镁粉为原料,以淀粉为造孔剂和固化剂,引入适量的硅酸铝陶瓷纤维或多晶莫来石纤维和AlF_3,通过莫来石晶须在陶瓷纤维表面的原位形成,制备了具有陶瓷纤维/莫来石晶须互锁结构的堇青石-莫来石轻质隔热材料。研究了陶瓷纤维在AlF_3的作用下对材料显微结构观察、常温力学性能和导热系数的影响。研究表明:在AlF_3的作用下,莫来石晶须在硅酸铝纤维表面垂直生长,部分穿插在发育良好的堇青石晶粒中;这种具有陶瓷纤维/莫来石晶须互锁结构的的陶瓷材料,其力学性能得以提高并降低了材料的导热系数。

莫来石-堇青石窑具的现状与发展前景

叙述了我国窑具行业的现状和存在的问题。阐述了新型莫来石－堇青石窑具的工艺特点以及与国外窑具的差距。论述了我国发展莫来石－堇青石窑具的迫切性、自身优势和广阔的市场前景。

堇青石-莫来石复相陶瓷制备

以MgO-Al2O3-SiO2三元相图为依据,采用不同原料进行堇青石-莫来石复相陶瓷材料配料组成的设计,并在高温下合成制备了堇青石-莫来石复相陶瓷材料.研究了堇青石含量、不同原料配方对试样性能的影响.试验结果表明:配料一的试样性能较好,抗折强度均达35MPa以上.

堇青石加入方式对堇青石-莫来石窑具材料性能的影响

为满足锂离子电池正极材料烧成的需要,以堇青石、莫来石、高岭土和氧化铝为原料制备堇青石-莫来石窑具材料,研究了堇青石颗粒和细粉加入量对堇青石-莫来石窑具材料的常温性能、高温抗折强度和抗热震性的影响。并用XRD和SEM分析了试样烧后的物相变化与显微结构。结果表明:随着堇青石颗粒或细粉加入量从0到30%(质量分数),试样的线变化率、显气孔率、高温抗折强度增大,体积密度下降;而对常温抗折强度的影响不大,试样的耐压强度分别呈现下降或提高的趋势,试样的抗热震性先增加后降低,当堇青石颗粒含量为20%,细粉含量为20%时,试样的抗热震性最好。

堇青石-莫来石复相储热陶瓷与PCM相容性研究

以煅烧铝矾土、滑石及石英为原料,采用挤出成型,制备堇青石-莫来石复相蜂窝陶瓷,用这种显热储热陶瓷(简称基体)封装PCM制备潜热/显热复合储热材料。设计F系列封装剂配方组成,选择PCM为Al Si20、Na2SO4,制得PCM/蜂窝陶瓷复合储热材料,热震循环(200~900℃)30次,每次循环在900℃保温12 h。利用XRD、SEM、TG-DSC等分析相组成、微观结构、封装剂与基体结合性、基体与PCM相容性、复合储热材料的相变温度及相变焓。结果表明,经1440℃烧成的蜂窝陶瓷,Wa、Pa、D及a轴抗压强度分别为2.38%、6.32%、2.65 g/cm^3,25.77 MPa;XRD显示相组成为堇青石、莫来石及少量镁铝尖晶石;30次热震后,Wa、Pa略有升高,D及σa略有降低。封装剂剪切强度测定结果表明,封装剂F2与基体结合强度最大,达2.53 MPa,SEM显示F2与基体结合良好。热震循环30次后,基体断面SEM图表明,PCM无渗漏。TG-DSC结果表明,经30次热循环后,Al Si20/蜂窝陶瓷复合储热材料的相变范围为571.7~583.5℃,峰值为578.3℃,峰值温度偏移不超过0.7%。复合储热材料具有优良的储热性能。

莫来石含量对堇青石-莫来石复相陶瓷性能的影响

以合成堇青石（≤0.074 mm）和合成莫来石（0.45-0.9 mm）为主要原料,α-Al2O3微粉（≤0.044 mm）、镁砂（≤0.054 mm）和熔融石英（≤0.054 mm）为添加剂,经细磨、造粒、成型后,于1 370℃4 h烧成后制备了莫来石质量分数分别为15%、20%、25%、30%、35%和40%的堇青石-莫来石复相陶瓷材料,研究了莫来石含量对复相陶瓷材料烧结性能、抗折强度、热膨胀性及抗热震性的影响。结果表明：随着莫来石含量的增加,堇青石-莫来石复相陶瓷材料的体积密度、显气孔率和热膨胀系数都呈上升趋势,而抗折强度呈降低趋势;适当提高莫来石含量有利于复相陶瓷材料的抗热震性,当莫来石含量达到30%时,材料的抗热震性最好。

太阳能热发电用堇青石-莫来石储热陶瓷的研制

以煅烧铝矾土、滑石和石英为原料,设计太阳能热发电储热用原位合成堇青石-莫来石复相陶瓷组成并制备样品,采用XRD、SEM等现代测试技术对样品的性能及微结构进行研究。探讨样品相组成及微观结构对储热陶瓷样品抗热震和储热性能的影响。结果表明,原位合成四方柱状莫来石结合原位合成条柱状堇青石可显著提高样品的抗热震性能和储热性能;经1450℃烧成的堇青石-莫来石复相储热陶瓷样品热膨胀系数为3.64×10^(-6)K^(-1)(室温~850℃);储热密度为1416 kJ/kg(0~800℃);热震30次(室温~800℃,气冷)不开裂,且热震后抗折强度增长了28.11%。满足太阳能热发电显热储热材料的要求。

烧成制度对莫来石-堇青石窑具弯蠕变的影响

以莫来石和红柱石为骨料,氧化铝粉、高岭土、滑石和黏土为基质粉料,将预混好的粉料和骨料与结合剂混练,真空练泥并困料后,挤压成型为中空棚板,经充分干燥后,进窑烧成。部分莫来石-堇青石试样在1 370℃下分别保温4、8和10 h烧成,另一部分试样分别在1 350、1 370、1 390℃保温10 h烧成。检测烧后试样的显气孔率、体积密度、蠕变率(25 kN,1 275℃10 h)等,考察保温时间和烧成温度对抗弯蠕变等性能的影响,并用SEM分析其显微结构。结果表明:适当延长保温时间或提高烧成温度均可改善莫来石-堇青石制品的抗弯蠕变性能,制品的显气孔率较低,体积密度较高,蠕变率和蠕变速率均较低;制品中良好的基质网络结构及骨料与基质间的紧密结合是低蠕变率和低蠕变速率的主要原因;确定最佳烧成温度为1 390℃,保温时间为10 h,所得产品的蠕变率低,厂家使用效果理想。

骨料对堇青石-莫来石窑具材料结构与性能的影响

针对堇青石-莫来石质窑具材料的制备,讨论了骨料的含量、粒度级配、颗粒种类等对其结构与性能的影响。通过实 验寻找合理的制备工艺,在此基础上得到性能优异的窑具材料。

堇青石-莫来石窑具材料显微结构分析

在对堇青石一莫来石窑具材料镜下鉴定的基础上,对其各结构单元的成因及各试样显微结构比较进行了初步分析,并制定出了从原料选择、颗粒尺寸、颗粒级配、生产设备以及生产工艺控制入手,提高堇青石一莫来石窑具的性能和使用寿命的方法。

堇青石-莫来石窑具材料显微结构研究

对国产与进口堇青石 -莫来石窑具材料进行了显微结构定性、定量分析 ,查明其组成和结构特征 ,探索生产工艺因素区别所在 。

碳化硅-堇青石复相陶瓷窑具材料的制备及表征

本文对碳化硅、堇青石的优点整合制备碳化硅/堇青石复相陶瓷窑具,并从力学性能方面研究了碳化硅及堇青石的含量对复相窑具性能的影响,确定碳化硅含量在75%,堇青石含量在8%~10%得到性能优异的复相陶瓷窑具,同时对烧成温度进行了研究,发现在1 390℃下保温3小时有利于产品的完全烧结。通过X-射线衍射（XRD）分析,复相陶瓷窑具中并未有杂质相出现。

堇青石-莫来石窑具材料的研制

对陶瓷行业常用的几种堇青石－莫来石窑具材料进行了化学成分分析、矿物相分析和显微结构观察，探讨了国内外此类材料在物相组成和结构特征上的差异，并在此基础上研制出了性能优异的堇青石-莫来石窑具材料。

陶瓷燃烧器用莫来石-堇青石组合砖的研制

以烧结莫来石、电熔莫来石、合成堇青石和电熔白刚玉为主要原料,通过浇注-离心成型工艺生产了莫来石-堇青石组合砖,并研究了堇青石的加入量和加入形式对莫来石-堇青石组合砖性能的影响。结果表明:采用浇注-离心成型工艺生产的热风炉陶瓷燃烧器用组合砖的性能指标优于机压成型的同类产品;随着试样中堇青石含量的增加,制品的荷重软化开始温度逐渐降低,抗热震性逐渐提高,但在堇青石加入量(质量分数,下同)为15%时,其荷重软化开始温度和抗热震性指标都比较好;当颗粒加入量为12%,细粉加入量为3%时,制品的抗热震性最好,耐压强度也较高。产品在广州钢铁企业集团有限公司等钢厂的陶瓷燃烧器上进行了使用试验,用户反映该组合砖强度高,整体性好,能满足大、中型热风炉燃烧器使用需要,值得大力推广。