矾土对Al2O3-SiO2质可塑料性能影响

以4种不同Al2O3含量的矾土及SiO2微粉和Al2O3微粉为原料,以Al(H2PO4)3/H3PO4和铝酸钙水泥为结合剂和促凝剂,通过混炼、成型、养护、烘干等工序制备了Al2O3-SiO2质可塑料。通过引入不同品位矾土原料,重点研究不同Al2O3含量的矾土原料对烘干后及1100℃烧后可塑料体积密度、常温强度、烧后线变化率、耐磨性、矿物相组成及基质微观结构的影响。结果表明,随着矾土Al2O3含量增大(即提高矾土品位),烘干后和烧后Al2O3-SiO2质可塑料体积密度逐渐增大,常温强度减小。随着原料矾土品位提高,可塑料烧后矿物组成中刚玉相特征峰强度会逐渐增强,矾土中杂质及铝酸钙水泥对可塑料起助烧结作用。矾土中Al2O3含量增大,会增大骨料颗粒强度,但会降低基质烧结性,最终导致基质与骨料强度匹配性变弱,烧后可塑料磨损量增大,耐磨性降低。

Ni/Al_2O_3-SiO_2催化剂表面性质及顺酐加氢性能

以Al2O3质量分数为10%的Al2O3-SiO2复合氧化物为载体,通过浸渍法制备一系列不同Ni负载量的Ni/Al2O3-SiO2催化剂。运用BET、XRD、H2-TPR和NH3-TPD-MS方法研究催化剂表面性质随活性金属Ni负载量的变化规律,探讨催化剂表面性质的变化对其顺酐加氢活性、选择性及催化剂稳定性的影响。结果表明,Ni/Al2O3-SiO2催化剂中的Ni质量分数由5.0%增加至12.5%时,γ-丁内酯收率由7.9%快速增至38.9%,进一步增加Ni质量分数至20.0%,γ-丁内酯收率增加趋于平缓。催化剂中Ni活性物种与催化剂酸性中心的数量是影响催化剂顺酐加氢活性的主要原因。

溶胶-凝胶法制备工艺参数对Al_2O_3-SiO_2薄膜质量的影响

采用溶胶-凝胶法制备Al2O3-SiO2复合薄膜,研究溶胶成分、水解反应温度、热处理环境及烧结温度对薄膜质量的影响。通过黏度测试、热重分析仪(TG-DTG)、X射线衍射分析仪(XRD)和原子力显微镜(AFM)对样品进行表征。结果表明,溶胶的组成与热处理过程中的应力不均是导致薄膜开裂的主要原因。当Al2O3:SiO2(mol/mol)=1:3或1:2,水解反应温度为40℃,热处理环境湿度70%,温度60℃,以0.5℃/min的升温速率升至600℃焙烧2 h,缓慢升温且适当保温,可得完好的Al2O3-SiO2复合薄膜,所制备的块状薄膜,无裂缝且均匀透明。

均热炉底辊用Al_2O_3-SiO_2质浇注料在使用过程中的相组成和结构变化

对CSP系统均热炉底辊用Al2O3-SiO2质浇注料在使用过程中的相组成和结构变化进行了分析与研究。结果表明,该浇注料的明显特点是结构致密、组成合理,尤其是复合结合剂的使用,既赋予制品常温结合强度,又可在温度梯度下各结合剂与相邻物相发生不同步却连续的烧结反应,使制品始终保持体积稳定、结构致密且具有一定的强度。该浇注料辊套内侧的裂纹生成以及铁沿裂纹侵入反应加剧了裂纹扩大并最终导致碎裂,这是制品损毁的主要原因。

Al2O3亚微米粉外加量对分层挤出打印Al2O3-SiO2质耐火材料性能的影响

为了获得性能更优的分层挤出打印Al2O3-SiO2质耐火材料,以α-Al2O3超细粉、硅灰、磷酸二氢铝、六偏磷酸钠为主要原料制备的固相体积分数为57%的水基浆料中外加不同量(外加质量分数分别为0、2%、4%、6%、8%和10%)的Al2O3亚微米粉,研究了Al2O3微粉外加量对浆料流变特性以及烧后试样致密度、烧后线变化、常温强度、荷重软化温度和抗渣性能的影响。结果表明:1)随着Al2O3亚微米粉外加量的增加,浆料的黏度和切应力增大;浆料均表现出有利于分层挤出成型的假塑性行为,剪切屈服应力在打印机的允许范围内。浆料的流动指数小于1,添加6%(w)的Al2O3亚微米粉时流动指数最大,打印试样的表面质量最好。2)随着Al2O3亚微米粉外加量的增加,试样的线收缩率和显气孔率呈先减小后增大的变化趋势,体积密度、常温耐压强度、常温抗折强度、荷重软化温度和抗渣性则呈先增大后减小的变化趋势;除常温耐压强度的拐点在Al2O3亚微米粉外加量为4%(w)处外,其他的拐点均在Al2O3亚微米粉外加量为6%(w)处。3)添加6%(w)的Al2O3亚微米粉的打印试样在1600℃烧成后,长度方向的线收缩率为3.8%,显气孔率为15.4%,体积密度为3.08 g·cm^-3,常温耐压强度为195 MPa,常温抗折强度为52.0 MPa,荷重软化温度为1612.7℃,抗渣性最好。

轻烧铝矾土骨料对Al_2O_3-SiO_2质超低水泥浇注料性能的影响

为实现Al2O3-SiO2质浇注料的轻量化而采用部分轻烧铝矾土骨料，将伽（Al2O3）为71％的铝矾土生料分别经900和1100℃轻烧，破碎分级成5—3、3～1和≤1mm的骨料。在矾土基超低水泥浇注料基础配比中，分别以质量分数15％、30％和45％的轻烧骨料等量取代特级矾土熟料，检测了各项常规性能并借助扫描电镜观察了显微结构。结果表明：随轻烧骨料加入量的增多，浇注料的需水量增加，显气孔率增加，体积密度下降；1350℃烧后的加热永久线变化率呈下降趋势，但即使加入轻烧料高达45％（W）时，仍能保持残余膨胀；烘干后的抗折强度有所下降，但对1000和1350℃烧后抗折强度影响不大，甚至1000℃烧后的强度有所增加；1300℃的高温抗折强度有所降低。对于使用温度在1350℃以下气氛炉用铝硅质浇注料，用900～1100℃轻烧铝矾土骨料部分取代其熟料骨料，可实现浇注料的轻量化。

Al_2O_3-SiO_2复合膜的制备与结构表征

以异丙醇铝和正硅酸乙酯为主要原料,用溶胶-凝胶法制备无支撑体Al2O3-SiO2复合膜.应用XRD、DTA-TGA、IR、BET等测试手段对复合膜的物相组成、热稳定性、孔结构进行表征.并且讨论了化学组成和煅烧温度对复合膜孔结构的影响.研究结果表明:550℃煅烧10h的复合膜物相组成为无定形的SiO2和γ-Al2O3晶体,粒度大小在2-4nm之间,化学组成为Al2O3/SiO2=3:2的复合膜在不同煅烧温度时,400℃煅烧的物相为γ-AlOOH和,γ-Al2O3,550-1150℃煅烧的物相为γ-Al2O3,1220℃煅烧的物相为γ-Al2O3和α-Al2O3,1300℃煅烧的物相为莫来石相和α-Al2O3;化学组成不同的复合膜主要是由Al-O网络和Si-O网络构成,没有形成Al-O-Si网络结构;复合膜具有良好的热稳定性;化学组成和煅烧温度对复合膜的孔结构有一定的影响.

溶胶-凝胶法制备Al_2O_3-ZrO_2-SiO_2复合薄膜

本文采用溶胶-凝胶法以异丙醇铝、正硅酸乙酯和氧氯化锆为原料,HNO3为催化剂,PVA为成膜助剂,在多孔陶瓷管上制得了Al2O3-ZrO2-SiO2复合薄膜。研究了组分配比对溶胶性质的影响,结果表明Al2O3∶ZrO2∶SiO2在8∶1∶2～12∶1∶2之间时可得到性能符合要求的溶胶。通过扫描电镜可观察到膜的孔径为2～5μm,且膜与基底结合良好。

溶胶-凝胶-喷雾干燥法制备超细Al_2O_3-SiO_2二元粉体材料

以硝酸铝(Al(NO3)3·9H2O)和正硅酸乙酯(TEOS)为原料,采用溶胶-凝胶(Sol-Gel)技术并结合喷雾干燥(SPD)技术制得超细Al2O3-SiO2二元复合粉体材料,并分别于400℃、800℃、1000℃、1150℃和1200℃煅烧2 h;采用全自动比表面积与孔隙率分析仪、TEM、TG-DSC及XRD等仪器研究了热处理温度、pH值(分别为5.5、7和8)以及干燥方法对粉体材料的表面性能、显微形貌、物相组成及Al2O3-SiO2二元系晶体转变过程的影响.结果表明:由Sol-Gel-SPD制备的超细Al2O3-SiO2二元粉体材料的比表面积＞448 m2·g-1,而经1200℃煅烧2 h后所得的超细莫来石的比表面积34.05m2·g-1;TG-DSC分析表明:采用Sol-Gel-SPD制得的Al2O3-SiO2二元粉体材料的质量损失主要发生在500℃之前;XRD分析表明:粉体试样的开始莫来石化温度为1000℃,铝硅尖晶石(6Al2O3·SiO2)与非晶态SiO2在1150～1200℃完全转化为莫来石;比较不同pH值试样经1200℃煅烧后的TEM照片发现,当pH=7时,得到的超细莫来石粉体粒径最小,为50 nm.

Al2O3-SiO2／AZ91D镁基复合材料的制备及其性能研究

采用硅酸铝纤维和镁合金制备出结构紧密的Al2O3-SiO2／AZ91D镁基复合材料。介绍了复合材料的制备工艺，适宜的挤压铸造工艺为：基体温度650℃、模具温度550℃、浇注温度760℃和压力30～50MPa。XRD、SEM、EDS和光学金相显微镜OM等分析结果表明：复合材料主要由Mg、β-Mg17Al12、MgO、AlPO4、3Al2O3·2SiO2和Mg2Si等结晶相组成；镁与硅酸铝纤维反应生成MgO和汉字状Mg2Si等产物；基体镁与硅酸铝纤维的界面形成比较紧密的结合层。与镁合金相比，复合材料的硬度和油摩擦性能有较大提高。

Al_2O_3-SiO_2气凝胶的制备及性能研究

以正硅酸乙酯(TEOS)和仲丁醇铝(ASB)为硅源和铝源,采用溶胶-凝胶和超临界干燥工艺制备出了高比表面积的Al_2O_3-SiO_2块状气凝胶,研究了不同溶胶配比及热处理温度对气凝胶结构的影响,利用红外光谱、氮气吸附、X射线衍射和扫描电子显微镜等手段对气凝胶的性能和结构进行了分析。结果表明,随Al/Si摩尔比增大,Al_2O_3-SiO_2气凝胶凝胶时间逐渐缩短,比表面积(1000℃)先增后减,当Al/Si摩尔比为4:1时,比表面积最高,为444.5 m^2/g;1200℃,Al/Si为8:1时比表面积最高,为115m^2/g,具有较好的高温热稳定性。红外分析表明Al_2O_3SiO_2气凝胶存在Al-O-Si键;在1000℃热处理后,Al_2O_3-SiO_2气凝胶中Si含量减少到一定程度才会出现γ-Al_2O_3。通过SEM观察表明Al_2O_3-SiO_2气凝胶粒子较Al_2O_3气凝胶小。

热风炉长寿与低蠕变Al2O3-SiO2系耐火材料的探究

回顾了中国热风炉用低蠕变Al2O3-SiO2系耐火材料研发的历程。通过对比矾土基低蠕变Al2O3-SiO2系耐火材料与莫来石基低蠕变Al2O3-SiO2系耐火材料的实际使用结果认为,要实现热风炉长寿命,对于热风炉用耐火材料而言,除了要求其具有优异的抗蠕变性能外,还应具有优良的抗热震性、抗CO和碱蒸气侵蚀等综合性能。针对中国资源综合利用的现状和可持续发展战略要求,建议使用红柱石或莫来石基原料制备Al2O3-SiO2系低蠕变系列耐火材料;即通过对原料进行分级,实现天然Al2O3-SiO2系原料(主要是红柱石)和人工合成Al2O3-SiO2系原料资源的综合利用,优化材料的矿物组成,制备以莫来石为主晶相结构,Al2O3质量分数低于75%的莫来石基低蠕变系列制品,并结合性价比进行优化配置,真正实现热风炉的长寿化,应该是今后长寿型热风炉用Al2O3-SiO2系耐火材料研发的重点。

Al_2O_3含量及热处理温度对Al_2O_3-SiO_2系浇注料抗铝液侵蚀性的影响

采用坩埚法和浸泡法研究了不同Al2O3含量（质量分数分别为80%~85%、65%~70%、40%~45%、25%~30%）及不同温度（分别为110、800、1100和1 400℃）热处理后的Al2O3-SiO2系浇注料的抗铝液侵蚀性,借助电镜和能谱分析研究了被850℃铝液侵蚀后试样的显微结构。结果表明：（1）随着Al2O3含量的增加,Al2O3-SiO2系浇注料的抗铝液侵蚀性增强;（2）在1 100℃热处理后,浇注料的抗铝液侵蚀性最差;（3）铝液渗入浇注料内部后,铝液中的Al和Mg与浇注料中的石英和莫来石相发生反应,将SiO2还原成Si,Al和Mg则氧化成Al2O3和MgO,MgO进而与Al2O3反应生成尖晶石,破坏试样的结构;（4）对于Al2O3含量较高的Al2O3-SiO2浇注料,尖晶石富集层较致密,可阻止铝液继续向浇注料内部渗透。

Al_2O_3-SiO_2-Na_2O体系中制备莫来石连续纤维

以Al2O3、SiO2、Na2CO3粉末为原料,通过熔融拉丝法制备了莫来石连续纤维;通过X-ray衍射、扫描电镜、能谱及差示扫描量热法(DSC)等分析,讨论了莫来石纤维的形成过程及机理。实验表明,采用熔融法,从SiO2-Al2O3-Na2O体系中能够制备出组织形态为针状的莫来石连续纤维,纤维的主晶相为莫来石和玻璃相;部分玻璃相在热处理过程中能够转变为莫来石晶相,从而进一步提高了纤维的耐火度。

中空纤维担载Al_2O_3-SiO_2复合膜的研制

采用溶胶-凝胶法在α-Al2O3中空纤维载体上制备了Al2O3-SiO2复合膜,并对复合膜的制备条件及稳定性进行了研究.利用SEM和EDS对复合膜的微观形貌及化学组成进行了分析.结果表明,所制备的担载复合膜表面完整、无缺陷.气体渗透实验进一步说明,复合膜具有一定的气体选择性,在0.1 MPa下对H2/N2的分离因子为3.03,表明气体通过膜的扩散以Knuen扩散传质为主.用等温氮气吸附实验测定了非担载膜的孔径大小和分布,其比表面积为294.85 m2/g,总孔容为0.28 mL/g,最可几孔径小于3 nm.

金属基表面Al_2O_3-SiO_2涂层耐腐蚀性能的研究

以Al(NO3)3和正硅酸乙酯为原料,采用溶胶凝胶法分别制备了Al2O3和SiO2溶胶,调配了Al2O3-SiO2复合溶胶。在金属基A3钢表面制备了Al2O3、SiO2及Al2O3-SiO2涂层,在HCl和NaOH溶液中分别进行了腐蚀试验。结果表明:采用溶胶凝胶法在金属基体表面制备的涂层均可以提高金属的耐腐蚀性能;Al2O3-SiO2复合涂层的抗腐蚀性能较单一涂层的效果好,其中,SiO2-Al2O3-SiO2涂层具有较高的耐酸性,而Al2O3-SiO2-Al2O3具有较高的耐碱性;与交互涂敷复合涂层相比,由溶胶完全混合后再制备的Al2O3-SiO2复合涂层在碱性、酸性介质中都表现出更好的耐腐蚀性。

Al_2O_3含量对Cu-ZnO-Al_2O_3-SiO_2催化剂性能的影响

研究了Al2O3含量对Cu-ZnO-Al2O3-SiO2催化剂在CO2加氢合成二甲醚中催化性能的影响,并用XRD,H2-TPR,XPS,NH3-TPD和CO2-TPD等手段进行了表征。研究结果表明,Al2O3延缓了CuO和ZnO晶粒的长大,同时使催化剂变得难以还原。加入的Al2O3富集于催化剂表面,改变了催化剂表面Cu2+和Zn2+的摩尔分数。Al2O3还与SiO2产生无定形SiO2-Al2O3混合相,提供二甲醚合成所必需的酸碱中心。反应结果表明,Al2O3在催化剂中的质量分数低于1.4%时,对转化率的提高有促进作用;当Al2O3在催化剂中的质量分数为4.0%时,甲醇合成以及甲醇脱水的活性中心呈现出较好的“协同催化效应”,目标产物二甲醚的收率最高。研究认为,Al2O3通过影响CuO与Al2O3之间的相互作用以及催化剂的表面酸性,从而使催化剂对CO2加氢合成二甲醚表现出不同的催化性能。

碳纳米管增强Al_2O_3-SiO_2气凝胶制备及性能研究

以正硅酸乙酯(TEOS)、六水氯化铝(AlCl3·6H_2O)和碳纳米管(CNTs)为硅源、铝源和增强体,采用溶胶-凝胶和超临界二氧化碳干燥制备不同比例CNTs增强Al_2O_3-SiO_2气凝胶,研究了CNTs的加入对Al_2O_3-SiO_2气凝胶压缩强度的影响,并利用扫描电镜、氮气吸附、热重和万能材料试验机对其基本物理性质、微观结构、比表面积和孔结构、热学性能和压缩强度进行了分析。结果表明,随着CNTs含量增加,Al_2O_3-SiO_2气凝胶的密度、收缩率和压缩强度,由不添加CNTs时的0.105g/cm^3、9.1%和0.76MPa增大为添加1.5%(wt,质量分数)CNTs增强时的0.182g/cm3、18.3%和8.59MPa,表明CNTs的加入能有效提高Al_2O_3-SiO_2气凝胶的力学性能。

碳源对不烧Al2O3-Al-C质滑板强度的影响

研究土状石墨、鳞片石墨、炭黑和高温沥青4种炭素材料对不烧Al2O3-Al-C质滑板热处理后强度的影响,借助X射线衍射仪、扫描电镜和能谱仪等分析了试样的物相变化和微观结构。结果表明,碳源的引入可以大幅提高不烧Al2O3-Al-C质滑板材料在1100℃下热处理后的常温抗折强度,但降低了其在1600℃下热处理后的抗折强度;不同种类碳源将对试样的抗折强度产生不同程度的影响,这主要与试样内部生成的物相种类、含量和形貌有关。

添加Si、Al、Si_3N_4对Al_2O_3－SiC－C质浇注料性能的影响

通过对Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＣ－Ｃ质浇注料的力学性能、抗氧化性和抗渣蚀性的研究，表明添加Ｓｉ、Ａｌ、Ｓｉ３Ｎ４可提高材料的抗氧化性和抗法侵蚀性，并对烧后力学性能有一定改善。