菱镁矿尾矿细粉对MgO-SiO_(2)质浇注料性能的影响

为提高MgO-SiO_(2)质浇注料的烧结性能,缩短烧结时间并降低生产成本,以电熔镁砂、SiO_(2)微粉、板状刚玉细粉、碳化硅细粉和菱镁矿尾矿细粉为主要原料,制备了MgO-SiO_(2)质浇注料。研究了菱镁矿尾矿细粉加入量(加入质量分数分别为0、2%、4%、6%和8%)对浇注料流动性、显微结构以及力学性能的影响。结果表明:1)菱镁矿尾矿细粉分解生成的高活性MgO与SiO_(2)微粉原位反应促进了镁橄榄石颈部连接的形成,且原料中镁砂与刚玉细粉的原位反应促进了尖晶石颈部连接的形成;2)菱镁矿尾矿中的CaO和SiO_(2)等杂质在高温下与MgO反应生成了低熔点钙镁橄榄石相,在1500℃时以液相存在,促进了试样的烧结;3)添加4%(w)的菱镁矿尾矿细粉时,浇注料的综合性能最佳。

MgO-Nd_(2)Zr_(2)O_(7)复相陶瓷惰性燃料基质的制备及表征

为了获得致密性高、晶粒尺寸小、两相分布均匀的Mg O-Nd_(2)Zr_(2)O_(7)复相陶瓷惰性燃料基质,首先以Nd(NO3)3·6H_(2)O、C_(12)H_(28)O_(4)Zr为原料,采用sol-gel法合成了有序P型Nd_(2)Zr_(2)O_(7)烧绿石,再和Mg O复合制备了Mg O-Nd_(2)Zr_(2)O_(7)复相陶瓷。利用XRD、SEM-EDS等方法研究了化学组成、烧结时间、烧结温度对复相陶瓷的物相组成、晶粒大小以及致密性的影响。结果表明:采用sol-gel法在1200℃煅烧10 h能够成功合成出结晶良好的Nd_(2)Zr_(2)O_(7)烧绿石。此外,在1500℃烧结24 h,可以制备出致密性高、晶粒分布均匀的Mg O-Nd_(2)Zr_(2)O_(7)复相陶瓷。

掺杂氧化钇和富镧钐渣对连铸水口MgO-C耐火材料性能的影响

本研究分别考察了氧化钇(Y_(2)O_(3) )和富镧钐渣掺杂量对MgO-C耐火材料微观结构、烧结性能、力学性能和抗稀土钢侵蚀性能的影响。结果表明,Y_(2)O_(3) 和富镧钐渣通过与SiO_(2)和Al_(2)O_(3)反应而生成稀土硅酸盐和稀土铝酸盐,促进材料烧结,提高材料致密性。随着Y_(2)O_(3) 和富镧钐渣掺杂量增大,MgO-C耐火材料的体积密度、抗折强度和耐压强度均先增大后减小,而显气孔率的变化趋势相反。当Y_(2)O_(3) 和富镧钐渣的掺杂量分别为0.5%时,MgO-C耐火材料的体积密度分别为2.87 g/cm^(3)和2.85 g/cm^(3),显气孔率分别为9.6%和10.2%,抗折强度分别为7.6 MPa和6.8 MPa,抗压强度分别为46.4 MPa和41.2 MPa,致密性和常温力学性能提高的幅度最大,抗Ce基稀土钢侵蚀性能相比未掺杂稀土氧化物的试样分别提高了7.6%和10.2%。

含TiC熔渣对MgO-C砖的侵蚀机制

为了有效回收钛资源和满足高温碳化—低温氯化工艺对耐火材料的要求,采用热力学计算、XRD和SEM等研究手段分析了高温碳化过程中含TiC熔渣对MgO-C砖的侵蚀机制。热力学计算结果表明:1)温度越高,熔渣的侵蚀能力越强,当温度低于1560℃时,熔渣与MgO-C砖反应生成MgAl_(2)O_(4)、Mg_(2)SiO_(4)和MgTi_(2)O_(4)等高熔点物相,对MgO-C砖侵蚀较慢,但当温度高于1560℃时,前期生成的高熔点物相逐渐溶解,从而对MgO-C砖侵蚀加剧;2)随着碳化反应的进行,熔渣中TiO_(2)含量降低,TiC含量逐渐增加,熔渣对MgO-C砖的侵蚀逐渐减弱。用后MgO-C砖的显微结构分析发现:镁碳砖的侵蚀机制是气氛中氧气与碳反应,形成气孔,熔渣中TiO_(2)和SiO_(2)等再与基质MgO反应先形成高温中间相,随着反应进行再形成低熔点相,导致MgO-C砖逐渐被侵蚀。

中间包Al_(2)O_(3)-MgO-Cr_(2)O_(3)质挡墙的研制与应用

以烧结镁砂、电熔镁砂、高铝矾土、棕刚玉、板状刚玉、活性氧化铝微粉、二氧化硅微粉、氧化铬绿微粉为主要原料,外加高效减水剂制备中间包挡墙浇注料,并将其与原有浇注料进行对比试验。结果表明:在110℃保温24 h、1 200℃保温3 h和1 500℃保温3 h这3种处理条件下,新研制的Al_(2)O_(3)-MgO-Cr_(2)O_(3)质浇注料除常温强度略低外,烧后强度和高温抗折强度都明显高于同一条件下的对比浇注料;新研制的浇注料热震稳定性和抗渣性均明显好于原用镁质浇注料;采用新研制的Al_(2)O_(3)-MgO-Cr_(2)O_(3)质浇注料制作中间包挡墙,并在板坯中间包上试用,使用寿命明显提升,取得了预期的效果。

添加电熔MgO-ZrO_2共晶砂对低碳MgO-C砖性能的影响

在以电熔镁砂、鳞片石墨为原料、酚醛树脂为结合剂的低碳MgO-C砖中,分别添加10%,15%,20%的电熔MgO-ZrO2共晶砂替代镁砂,经200,1000,1500℃处理后,对材料的体积密度、显气孔率、耐压强度、线变化率、热膨胀率和抗氧化性进行了检测,并借助XRD研究了试样的物相组成和显微结构。结果表明,随着电熔MgO-ZrO2共晶砂加入量的增加,试样的体积密度逐渐增大,线变化率逐渐减小,耐压强度和抗氧化性均为先增大后减小,试样的热膨胀率逐渐减小,抗热震性得到提高。材料性能的变化主要与电熔MgO-ZrO2共晶砂的体积密度大、热膨胀系数小、氧化锆的相变、镁铝尖晶石和镁橄榄石等物相的生成相关。

Ni/MgO-Al_2O_3催化剂的制备及在CO_2重整CH_4反应中的应用

采用溶胶-凝胶法制备了纳米催化剂的载体复合氧化物MgO-Al2O3,然后采用浸渍法制备出纳米Ni//MgO-Al2O3催化剂,并将其应用在CO2重整CH4反应中,结果表明,在适宜的反应条件下,纳米Ni//MgO-Al2O3催化剂具有很好的活性和稳定性.

剑麻纤维改良MgO-GGBS碳化粉质黏土物理力学性质与微观机制

为解决传统固化剂——水泥的能耗高和环境污染大等问题,本研究采用MgO-粒化高炉矿渣(GGBS)碳化加固粉质黏土,采用剑麻纤维改善固化土的抗裂性,探讨了纤维掺量和纤维长度对碳化改良土物理和力学性质的影响。结果表明:在相同纤维长度下,随纤维掺量增加,MgO-GGBS碳化固化土样的体积增长率、含水率和内摩擦角增加,而黏聚力先增加后减小,无侧限抗压强度先增大后减小最终趋于稳定,黏聚力和强度的峰值出现在0.4%纤维掺量处。在相同纤维掺量下,随纤维长度增大,MgO-GGBS碳化固化土样的体积增长率先减小后增大,在长度10 mm时达到最小;含水率几乎不变;强度先增加后趋于稳定,在长度5~10 mm时提升显著;破坏应变增加,但几乎不受纤维掺量影响;碳化含纤维土样的黏聚力与内摩擦角先增加后减小,并在长度10 mm时达到最大。基于试验结果,提出了剑麻纤维改良MgO-GGBS碳化土加固的机理概念图,揭示了碳化土体基于纤维交织作用、固定作用和填充作用的改良机制。用MgO-GGBS-剑麻纤维等低碳材料代替水泥能显著提高碳化固化粉质黏土体的处理效果和抗裂性能。研究成果将对促进工业固废GGBS和农业废弃纤维在加固软弱地基土中的应用提供理论指导,对岩土工程“双碳”目标实现具有重要意义。

负载MgO-CeO_(2)改性活性炭的脱硫机理

通过XRD、H2-TPR、XPS等方法对MgO-CeO_(2)改性的煤基柱状成型商品活性炭的脱硫机理进行了研究。实验结果表明:高温煅烧改性,使MgO与CeO_(2)反应形成Ce-Mg-O固溶体,当MgO质量分数低于5%时,因固溶体的形成,XRD谱图上没有明显的MgO晶体衍射峰。MgO的加入改变了CeO_(2)的还原环境,加速了Ce^(4+)→Ce^(3+)的还原和氧空位的形成,其中4Ce6Mg/AC样品还原性最强。推测其脱硫机理为:SO_(2)因活性炭优良的吸附性能直接吸附;SO_(2)被CeO_(2)活性位点催化氧化,以硫酸盐的形式除去;SO_(2)被MgO活性位点化学吸附,以亚硫酸盐的形式除去;镁铈双金属氧化物之间存在协同效应,促进了晶格氧的迁移转化,显著增强了改性样品的脱硫性能。

La_2O_3在MgO-Al_2O_3-SiO_2-TiO_2微晶玻璃中的作用

在ＭｇＯ－Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＯ２－ＴｉＯ２玻璃中添加不同数量的氧化镧，采用差热分析、Ｘ射线衍射及电子显微镜等技术研究了氧化镧对玻璃析晶过程与力学性能的影响．氧化镧的加入使玻璃中析出α－堇青石相的温度降低；同时避免了高膨胀方石英相的析出．随着氧化镧加入量的增加，玻璃整体析晶能力下降，微晶玻璃中晶相含量减少，晶粒尺寸增大，微晶玻璃的弹性模量与硬度减小，断裂韧性增加，体现出大尺寸长柱状金红石晶粒的增韧作用．

MgO-Al_2O_3-SiO_2系统微晶玻璃的红外光谱研究

本文利用红外吸收光谱(IR)研究了MgO-Al2O3-SiO2系统微晶玻璃中钛离子的配位状态变化。结果表明:玻璃网络中主要有SiO4、AlO4四面体结构单元。在较低温度时,玻璃中的钛离子主要以四配位状态存在,随着温度的升高,钛离子逐渐向六配位转变。在升温过程中,TiO2表现为镁铝钛酸盐(MAT)和金红石相,玻璃中Al3+多数占据四面体配位位置。

P2O5对CaO-MgO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃析晶的影响

采用熔融法制备了不同P2O5含量的CaO-MgO-Al2O3-SiO2玻璃样品,研究了P2O5对该系微晶玻璃析晶的影响规律。结果表明:在所研究的CaO-MgO-Al2O3-SiO2玻璃中,P2O5的最大溶解量在10.0%质量分数左右,超过其饱和溶解度后将析出α-磷酸钙相。玻璃中添加4.0%质量分数P2O5时以表面析晶为主,析出晶体为钙长石和少量硅灰石。随着P2O5含量的提高,α-磷酸钙逐渐析出,同时钙长石和硅灰石的析出逐渐降低。进一步提高P2O5含量抑制了玻璃的表面析晶,促进了玻璃的分相和整体析晶。当P2O5的含量达到10%时,玻璃以整体析晶为主,在分相区内外区域析出晶体的形态非常相似,均呈现为细小粒状。

钢包内衬用MgO-CaO-C砖的开发与应用

采用抗水化处理后的镁钙砂为原料 ,研制了MgO -CaO -C砖 ,并对使用MgO -CaO -C砖过程中钢液中夹杂数量和氧含量的变化情况进行了分析。结果表明 :MgO -CaO -C砖在钢包包壁非渣线部位使用 ,能减少钢中氧含量和夹杂物数量 ,降低夹杂粒径 ,改变夹杂粒度分布 ,提高钢水质量。

MgO-Al_2O_3-SiO_2系统微晶玻璃晶化行为研究

利用X射线衍射和扫描电镜研究MgO-Al2O3-SiO2系统微晶玻璃的晶化行为．结果表明，TiO2质量分数少于6％的玻璃，最先析出的是μ-堇青石，最终主晶相是α-堇青石，玻璃为表面析晶．TiO2质量分数为6％的玻璃，最先析出的是镁铝钛酸盐（MAT），最终主晶相是α-堇青石，玻璃为整体析晶．在950℃时开始检测到含锆相，在950～1100℃范围内表现为ZrO2／TiO2固溶体形式．X射线衍射没有检测到其他含锆相．晶核剂TiO2和ZrO2是通过分相而影响玻璃晶化的，但ZrO2促进分相的能力略低于TiO2．

高稳定性介孔MgO-ZrO2纳米复合物对CO2吸附性能研究

用溶胶-凝胶法制备了介孔MgO-ZrO2纳米复合物,并通过XRD、氮吸附和CO2-TPD等手段表征了材料的结构特征和表面性质。XRD、氮吸附结果表明此纳米复合物具有典型的介孔结构,比表面积达183-212 m^2/g,并且有较好的热稳定性,在700℃以下介孔孔道不会坍塌。另一方面,这种纳米复合物表面具有适中的碱性,其碱性位与基体结合牢固,稳定性好。由于其具有发达的孔隙和适中的碱性,二氧化碳在其表面的吸附量达1.6 mmol/g,且经数次循环后材料的吸附性能无明显下降。

LaCrO_3对MgO-CaO材料的结晶及抗水化性能的影响

镁钙系耐火材料是冶炼洁净钢的一种优良耐火材料,但由于其易水化的问题严重限制了它的应用。本文以含50wt%CaO的MgO-CaO砂为对象,研究了添加LaCrO3对其抗水化性能和结晶特性的影响。结果表明:LaCrO3可明显地提高镁钙系材料的抗水化性能,其最佳加入量为1%。由试样断面的电镜扫描分析可知,LaCrO3可以有选择性的促进MgO-CaO质材料中CaO晶粒的生长。

CaO-MgO-SiO_2-H_2O体系的热力学基础研究

本文从热力学角度系统研究了CaO MgO SiO2 H2 O体系及钢渣中钙镁硅矿物在水热条件下的反应特性。结果表明 :在CaO MgO SiO2 H2 O系统中 ,CaO优先与SiO2 反应生成水化硅酸钙 ,MgO只能与剩余的SiO2 反应生成水化硅酸镁 ;MgO固溶时 ,可促进托勃莫来石向硬硅钙石转化 ,而对白钙沸石向白钙镁沸石的转化影响不大 ,不固溶MgO时 ,低温型水化硅酸钙向高温型转化温度提高。钢渣钙镁硅矿物中 ,镁蔷薇辉石活性最大 ,透辉石活性最差 。

Fe_2O_3含量对SiO_2-Al_2O_3-MgO-F系微晶玻璃析晶特征的影响

为研究Fe2O3含量对SiO2-Al2O3-MgO-F系微晶玻璃析晶特征的影响,采用高温熔融法制备不同Fe2O3含量的基础玻璃,利用差示扫描量热仪(DSC)、x射线衍射(XRD)及扫描电子显微镜(SEM)分别研究此基础玻璃的热效应、相组成及组织形貌。结果表明:在不同Fe2O3含量的样品中析出的晶相主要有云母、ZrO2、莫来石及柱晶石,Fe2O3含量超过0.5%时莫来石相消失。随着Fe2O3含量的增加,云母的析出量逐渐提高,且晶体尺寸逐渐变大。但是当样品中Fe2O3含量超过0.8%时,云母晶体析出量反而减少且晶体尺寸变小。

CaO-MgO-Al_2O_3-SiO_2系微晶玻璃复合晶核剂的优化及其对结构与性能的影响

以化学纯试剂CaO、MgO、Al2O3和SiO2为主要原料,采用熔融法制备添加复合晶核剂Cr2O3、Fe2O3和CaF2的CaO-MgO-Al2O3-SiO2(CMAS)系微晶玻璃。采用正交试验的方法,确定复合晶核剂的相对最优配方。利用DTA、XRD、SEM和综合力学性能仪等手段,研究了复合晶核剂对该系微晶玻璃显微结构及性能的影响。结果表明,复合晶核剂的相对最优配方是Cr2O3、Fe2O3和CaF2的含量分别为0.5%、10%和8%,且复合晶核剂总含量的增加可以细化晶粒,随着晶粒细化,CMAS系微晶玻璃的维氏硬度增加。

MgO-MnO_2-TiO_2-SiO_2烧结助剂中SiO_2的量对低温烧结氧化铝陶瓷材料性能的影响

本文采用MgO-MnO2-TiO2-SiO2复相添加剂作为氧化铝陶瓷的烧结助剂,采用注浆成型工艺,研究了改变添加剂SiO2的量对1400℃和1450℃烧结的Al2O3陶瓷材料性能的影响。运用三点抗弯电子试验机、XRD、SEM分析了低温烧结Al2O3基陶瓷材料的力学性能和断口形貌,讨论了低温烧结Al2O3基陶瓷的烧结机理和性能。结果表明:在1450℃烧结,当不加SiO2时,弯曲强度为194MPa;当加入0.5%(质量百分含量,下同)SiO2时,烧结Al2O3基陶瓷材料的力学性能最佳,弯曲强度为σ=299MPa;SiO2量增加到1%时,σ=293MPa;SiO2加入量在3%时,σ=249MPa。SiO2的加入量从0.5%到3%对氧化铝的强度都有明显的提高,说明加入SiO2对氧化铝陶瓷的烧结是非常有利的,但随着SiO2加入量的不断加大氧化铝陶瓷力学性能有下降的趋势。