Binder Effect on Properties of Cr_(2)O_(3)-bearing Corundum-based Refractory Castables

Cr_(2)O_(3)-bearing castables bonded with reactive MgO(RM)or calcium aluminate cement(CAC)were studied to evaluate the binder effect on their performance in corrosive environments.The properties of the as-prepared castables were compared with respect to the differences in phase composition and microstructure.The corrosion behavior of the as-prepared castables by CaO-Al_(2)O_(3)-Fe_(2)O_(3)-SiO_(2)-based slag was systematically compared viarefractory cup testing at 1600℃with respect to the differences in phase composition and microstructure.The analysis indicates that RM bonded castables show higher apparent porosity,lower bulk density and strengths after drying at 110℃and firing at 1300℃,and higher permanent linear change after firing at 1300℃,but better slag corrosion and infiltration resistance compared with CAC bonded castables.

引上法生长Mg_2SiO_4:Cr单晶中铬的分凝系数

用X射线荧光光谱法测定了提拉法生长的Mg_2Si_4O:Cr单晶体中铬的分凝系数为0.15。分析了实际计算值和理论值之间存在偏差的原因。提出了生长高质量的Mg_2SiO_4:Cr晶体的方法。

引上法生长Cr:Mg_2SiO_4晶体中铬的分布和价态

Cr:Mg_2SiO_4晶体作为一种新的激光基质,以其独特的性能,引起了广泛的关注.在该晶体中,铬离子的分凝系数很小,因此在用提拉法生长的Cr:Mg_2SiO_4晶体中,铬离子存在轴向浓度梯度;在凸界面生长的晶体中,晶体的生长界面上出现小面,由于小面和非小面区域的反常分凝等原因,造成晶体中铬离子浓度的经向分布不均,在小面与非小面的交界处存在着较大的浓度梯度,造成晶体中宏观缺陷的出现.Cr:Mg_2SiO_4晶体中,铬离子主要表现为两种形式:Cr^(3+)和Cr^(4+).不同的生长气氛决定着晶体中两种离子的比例.在晶体中,Cr^(3+)离子取代Mg^(2+)离子,Cr^(4+)离子取代Si^(4+)离子.在氧化性气氛下退火不能使晶体中的Cr^(3+)离子氧化成Cr^(4+)离子.

Cr_2O_3-Co_3O_4/SiO_2对十八醇氧化生成十八酸反应的催化性能

制备了一系列不同Cr/Co比例的Cr2 O3 Co3O4 /SiO2 催化剂 ,并用XRD ,FT IR和BET等手段对催化剂进行了表征 ;考察了催化剂对十八醇氧化生成十八酸反应的催化性能 ,及反应条件 (反应温度和反应时间 )对催化性能的影响 ,确定了最佳反应条件 .结果表明 ,金属硝酸盐在 773K焙烧后转变成相应的氧化物并负载于二氧化硅上 .Cr2 O3 Co3O4 /SiO2 催化剂对十八醇氧化反应有很高的催化活性 ,十八酸选择性最高可达 99 93 % ,收率可达 5 2 44 % .Cr2 O3 Co3O4 /SiO2 催化剂的活性明显高于单一的Cr2 O3/SiO2 或Co3O4 /SiO2

Nd:YAG调Q激光脉冲抽运的Cr^(4+):Mg_2SiO_4激光器的研究

采用Nd:YAG调Q激光器输出的1.06μm光脉冲抽运Cr4+:Mg2SiO4晶体,实现Cr4+:Mg2SiO4激光器的增益开关运转。从理论和实验上分析了抽运光采用不同焦距的透镜聚焦和Cr4+:Mg2SiO4激光器采用不同腔长时,抽运光和振荡激光的模式匹配,以及模式匹配与激光器光-光转换效率之间的关系。在最佳的实验条件下,得到中心波长约为1.22μm,能量和脉宽分别为10mJ和8.2ns的激光脉冲,其光-光转换效率达到20%。

掺Cr^(4+)离子的激光材料与器件

综合评述掺Cr4+离子的激光材料 ,特别是Cr4+∶YAG和Cr4+∶Mg2 SiO4晶体的重要特性及其在激光器件中的应用 .Cr4+∶YAG和Cr4+∶Mg2

低能量抽运的增益开关型Cr^(4+)∶Mg_2SiO_4激光器

为了研究低能量的1.06μm调Q激光脉冲抽运的增益开关型Cr4+∶Mg2S iO4激光器,对该激光器的速率方程进行数值求解,并选取合适的初始条件,得到输出的1.22μm激光脉冲的时间波形、脉冲的建立时间和脉冲宽度与抽运能量的关系,理论计算与实验研究结果基本符合。当抽运激光脉冲的能量为45m J、脉冲宽度为30ns时,激光器输出的1.22μm激光脉冲的能量和脉宽分别是7m J和8.2ns。输出激光的脉冲宽度是抽运激光的脉冲宽度的近1/4,光-光转换效率为15.5%。数值计算和实验研究结果均表明,在低能量抽运情况下,激光脉冲的建立时间和脉冲宽度均随着抽运能量的增加而减小。

溶胶-凝胶法和微波辐射法制备Mg2SiO4Mn2＋红色荧光粉制备及发光性质的研究

采用溶胶-凝胶法和微波辐射法制备了Mg2SiO4Mn2＋红色发光材料。研究了以Mg2SiO4为基质，在掺杂Mn2＋的情况下，微波合成时间和Mn2＋的掺杂浓度对发光性能的影响。选择最佳微波合成时间和Mn2＋的掺杂浓度，制备了在410nm激发下，发光中心位于690nm的红色发光材料。

熔盐环境下热障涂层新材料Mg2SiO4的高温腐蚀研究

采用高温固相反应法合成了Mg2SiO4陶瓷粉末,冷压成型后烧结成陶瓷块材。盐涂法制备V2O5涂覆的样品,利用马弗炉在950℃空气气氛下保温不同时间。对热腐蚀后的样品进行表面形貌、截面特征的表征,并对Mg2SiO4的高温熔盐腐蚀机制进行分析研究。结果表明:熔融的V2O5对Mg2SiO4陶瓷试样产生两种形式的腐蚀降解作用,即溶解-沉淀机制形成腐蚀产物Mg2V2O7和SiO2以及沿晶界腐蚀为主的渗透腐蚀作用。

Mg2SiO4前驱体对电熔MgO质耐火材料烧结性能及热震稳定性的影响

采用共沉淀法得到的Mg2SiO4前驱体作为结合剂,制备综合性能良好的电熔MgO质耐火材料。首先通过DSC-TG,XRD和SEM测试手段分别对Mg2SiO4前驱体的热分析、物相组成和微观结构进行表征,而后着重探究Mg2SiO4前驱体对电熔MgO质耐火材料烧结性能和热震稳定性的影响。结果表明:前驱体经1000℃煅烧后完全转化成晶粒发育完整的镁橄榄石;随着Mg2SiO4前驱体引入量的增加,试样经1550℃烧结后的体积密度、线收缩率、常温耐压强度均呈先增大后减小趋势;引入2wt.%Mg2SiO4前驱体的试样烧结后,其体积密度和耐压强度最大,分别为3.18g·cm^-3和243MPa,而且其水冷循环次数高达15次;镁橄榄石与方镁石颗粒间的协同作用有利于提高电熔MgO质耐火材料的热震稳定性。

红色长余辉材料Mg_2SiO_4∶Dy^(3+),Mn^(2+)的制备及发光特性

用高温固相法制备了长余辉发光材料Mg2SiO4∶Dy3+,Mn2+,对这种材料的红色长余辉性质进行了研究。对以不同掺杂浓度单掺杂Mn2+、单掺杂Dy3+以及双掺杂Dy3+,Mn2+的Mg2SiO4体系,通过在紫外激发下的发射光谱及其激发光谱的研究,确认了在双掺杂体系中,峰值为660 nm的发光带对应着Mn2+的4T1(4G)→6A1(6S)跃迁,Mn2+为主要发光中心。Mn2+的660 nm发射的激发谱分布很宽,样品在近紫外和可见光区都有良好的吸收,长波边可达600 nm,是这种材料的一个显著优点。还研究了双掺杂体系中Dy3+对Mn2+的660 nm发光带的敏化作用。另外,通过对单掺杂、双掺杂体系热释光曲线的比较,揭示了双掺杂体系中Dy3+的陷阱作用。

白光LED用Ca_8Mg(SiO_4)_4Cl_2:Eu^(2+),Dy^(3+)发光粉的发光性能

采用高温固相法合成了白光LED用Ca8Mg(SiO4)4Cl2:Eu和Ca8Mg(SiO4)4Cl2:Eu,Dy绿色发光粉。研究发现:共掺Dy可以明显地提高Ca8Mg(SiO4)4Cl2:Eu发光粉的发光性能,表明Dy3+和Eu2+之间存在着能量传递过程。当Dy3+的最佳掺杂摩尔分数为0.02时,发光粉505nm处绿光发射的强度约提高12%。通过对Dy3+和Eu2+光谱特性的分析,Dy3+和Eu2+之间的能量传递机制可归因于无辐射交叉弛豫。

熔融NaOH分解橄榄石型硅酸盐的反应机理

采用熔融NaOH分解Mg2SiO4和MgNiSiO4,采用拉曼光谱对碱熔融过程进行在线检测,利用X射线衍射仪和红外光谱仪等分析碱融后的水浸渣,研究硅酸盐在熔融碱中的分解机理。结果表明:NaOH对Mg2SiO4中Mg离子的释放是逐次进行的,其中间产物为Na2MgSiO4;MgNiSiO4在碱熔融分解过程中,Ni离子优先于Mg离子从硅酸盐阵列中释放;镁和镍橄榄石型硅酸盐中的Mg—O和Ni—O最终都可以被Na—O替换,生成Na4SiO4。

取向硅钢用特种氧化镁的应用研究

采用XRD、SEM和激光粒度仪等手段,观察并研究了不同特性氧化镁在硅钢表面形成硅酸镁底层形貌特点,并结合热力学和差热-失重分析了MgO-SiO2的反应机理。研究结果表明:粒度小,活性值高的特种氧化镁在高温退火过程中与基体表面氧化物生成的硅酸镁底层,界面中硅酸镁底层嵌入基体较多,表面致密,颗粒细小,有利于形成附着性能优良的硅酸镁底层。

(Mg_(1-x)Zn_x)_2SiO_4(0≤x≤1)陶瓷微波介电性能研究

采用固相反应法制备(Mg1-xZnx)2SiO4(0≤x≤1)微波介质陶瓷,研究(Mg1-xZnx)2SiO4陶瓷在0≤x≤1范围内的相演变、微结构与其微波介电性能间相互关系.XRD测试结果表明:橄榄石结构的Mg2SiO4与硅矽矿结构的Zn2SiO4在晶体结构上存在很大差别,(Mg,Zn)2SiO4在0≤x≤1范围内只能部分地实现有限固溶.背散射电子扫描显微镜(BESEM)测试结果显示:随着x的增加,MgSiO3第二相得到抑制;陶瓷出现液相烧结,促进晶粒生长与玻璃相在晶界处沉积.微波介电性能测试结果表明:由于Zn2+离子极化能力大于Mg2+离子,(Mg1-xZnx)2SiO4(0≤x≤1)陶瓷介电常数随x值增加而增大;0≤x≤1范围内,Mg2SiO4陶瓷微波性能由于第二相、气孔率增加与晶粒增大而降低,Zn2SiO4陶瓷由于微结构得到改善,陶瓷微波性能得到优化.当x=0.6时,得到较好的(Mg0.4Zn0.6)2SiO4陶瓷微波性能为:εr=6.6,Qf=95650GHz,τf=-60×10-6/℃.

Mg_2SiO_4固相合成及其性能研究

以碱式碳酸镁和SiO_2为原料,采用固相反应法合成Mg_2SiO_4。结果表明,当Mg/Si比为2:1.2,在1200℃以上空气气氛中预烧3h,能合成出单相的Mg_2SiO_4。在1280～1340℃保温2h烧结成瓷后,其1MHz介电常数为7.05±0.05,损耗角正切变化范围在(2～5)×10^(-4)之间,体积密度为(3.1±0.5)g/cm^3。

高含量NaOH体系中Mg_2SiO_4的浸出机理

以Mg(OH)2.4MgCO3.6H2O和SiO2为原料,采用高温固相法合成Mg2SiO4,利用XRD和Raman光谱表征其结构。通过正交试验,优化高含量NaOH中Mg2SiO4的浸出反应条件,得出最佳试验条件为:温度220℃,时间120 min,液固比6:1,NaOH溶液含量85%(质量分数)。在优化试验基础上,采用拉曼光谱对碱浸出过程进行在线检测,利用X射线衍射仪分析碱浸后的水浸渣,研究高含量NaOH中Mg2SiO4浸出反应机理,结果表明:在反应过程中硅氧四面体中的Si—O键被破坏,NaOH介入硅酸盐晶格中,Mg2+经过碱浸过程可以脱离SiO4阵列,以Mg(OH)2形式从其硅酸盐中得以释放。

直至核幔边界的Mg_2SiO_4成分熔体剪切粘滞度的平衡分子动力学研究

熔体的粘滞度极大地影响熔体的各种动力学行为。虽然有一些有关酸碱性熔体粘滞度的数据，但涉及地球更深部过程的基性和超基性熔体的粘滞度的数据很少。本项研究利用平衡分子动力学方法研究Ｍｇ２ＳｉＯ４成分熔体温度从２１６９Ｋ到５５９５Ｋ，压力从１０５Ｐａ到１３５ＧＰａ的粘滞度，所获得的粘滞度数据介于Ｕｒｂａｉｎｅｔａｌ．（１９８２）和ＩｖａｎｏｖａｎｄＳｔｅｎｇｅｌｍｅｙｅｒ（１９８２）的实验数据之间，比Ｓｈａｗ（１９７２）和Ｐｅｒｓｉｋｏｖ（１９９０）的经验方程高大约高０．６个对数单位。研究结果表明该熔体的粘滞度随温度的变化比酸碱性岩浆要小得多，在大约１０５Ｐａ条件下随温度有如下关系式：ｌｏｇη（Ｐａｓ×１０－１）＝４．２１５×１０３Ｔ（Ｋ）－２．６９９Ｍｇ２ＳｉＯ４熔体粘滞度随压力的增加而线性增加。这与前人关于聚合程度低的液体的行为一致。在５５００Ｋ左右，从１０５Ｐａ到１３５ＧＰａ，它的粘滞度大约变化一个数量级。这与酸碱性熔体相比也是较小的。本项研究获得的粘滞度与压力的关系如下：η（Ｐａｓ×１０－１）＝７．２６７×１０－５Ｐ（ＧＰａ×１０－１）＋４．１５８×１０－３总之，Ｍｇ２ＳｉＯ４熔体粘滞度的温度和压力效应均大?

Ca_8Mg(SiO_4)_4Cl_2∶Eu^(2+),Ce^(3+),Mn^(2+)绿色荧光粉发光性能及其应用研究

利用高温固相法,合成出Eu2+、Ce3+、Mn2+共掺的Ca8Mg(SiO4)4Cl2系列绿色荧光粉。通过XRD表征了这些荧光粉的结构,通过分子荧光光谱仪研究了它们的室温发光性能。首先调查了Eu2+掺杂的Ca8Mg(SiO4)4Cl2绿色荧光粉发光性能,随后引入Ce3+、Mn2+提高了Ca8Mg(SiO4)4Cl2∶Eu2+在紫外光区的吸收强度及绿光发射强度。最后将筛选出来的荧光粉与InGaN-LED芯片组装制作成单一绿光LED器件,利用Ca7.8215MgSi4O16Cl2∶0.0525Eu2+,0.056Ce3+,0.070Mn2+所制作成的绿光LED器件发光最强,在20mA电流激发下,此LED发很强的绿光,其电致发光光谱所对应的色坐标值为:x=0.26,y=0.55。