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高掺量煤矸石固废微晶玻璃结构与性能研究 被引量:6
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作者 湛玲丽 韩利雄 +3 位作者 李璟玮 李宏 谢俊 熊德华 《硅酸盐通报》 CAS 北大核心 2022年第4期1124-1132,共9页
本文通过XRD、SEM、TG-DSC、耐腐蚀性、密度、硬度、断裂韧性等测试,研究不同热处理制度和煤矸石掺量对微晶玻璃晶体结构、微观形貌、物化性能的影响。结果表明,该体系煤矸石微晶玻璃析出的主晶相为钙长石相(CaAl_(2)Si_(2)O_(8)),随着... 本文通过XRD、SEM、TG-DSC、耐腐蚀性、密度、硬度、断裂韧性等测试,研究不同热处理制度和煤矸石掺量对微晶玻璃晶体结构、微观形貌、物化性能的影响。结果表明,该体系煤矸石微晶玻璃析出的主晶相为钙长石相(CaAl_(2)Si_(2)O_(8)),随着热处理晶化温度的升高,析出的主晶相数量变多,尺寸变大,但主晶相种类并未改变。当热处理制度为核化温度750℃保温1 h、晶化温度1 000℃保温1 h时,主晶相晶体尺寸大小约300~400 nm。在优化热处理制度下,当煤矸石掺量从44%(质量分数)增加到70%时,4种不同煤矸石掺量微晶玻璃的物化性能相差不大。综合考虑煤矸石固废利用率和样品的物化性能指标,煤矸石掺量为70%的样品综合性能最佳。本文设计的煤矸石微晶玻璃体系,对煤矸石固废的包容性好,消纳性强,可实现煤矸石固废的大掺量高值化利用,为解决煤矸石固废堆积、环境污染等问题提供了理论基础和实验依据。 展开更多
关键词 煤矸石 微晶玻璃 热处理 密度 硬度 断裂韧性
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不同Al_(2)O_(3)/SiO_(2)比的MgO-Al_(2)O_(3)-SiO_(2)微晶玻璃制备及性能研究 被引量:2
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作者 湛玲丽 贾涵 +3 位作者 张晓峰 李宏 谢俊 熊德华 《硅酸盐通报》 CAS 北大核心 2023年第12期4490-4500,共11页
本文采用烧结法制备MgO-Al_(2)O_(3)-SiO_(2)(MAS)微晶玻璃,研究不同Al_(2)O_(3)/SiO_(2)质量比对MAS微晶玻璃的微观结构和理化性能的影响,采用X射线衍射、差热分析、红外光谱、扫描电子显微镜对基础玻璃与微晶玻璃的结构和表面形貌进... 本文采用烧结法制备MgO-Al_(2)O_(3)-SiO_(2)(MAS)微晶玻璃,研究不同Al_(2)O_(3)/SiO_(2)质量比对MAS微晶玻璃的微观结构和理化性能的影响,采用X射线衍射、差热分析、红外光谱、扫描电子显微镜对基础玻璃与微晶玻璃的结构和表面形貌进行表征,并对微晶玻璃的密度、力学性能、耐蚀性、热学性能和介电性能进行测试分析。结果表明:随着Al_(2)O_(3)/SiO_(2)质量比从0.52增大至0.64,基础玻璃的玻璃化转变温度T_(g)增大、析晶峰值温度T_()p减小,促使样品析出α-堇青石晶相;样品密度在2.52~2.60 g/cm^(3)波动,介电常数εr由1.73增加到4.51,热膨胀系数由4.46×10^(-6)℃^(-1)降低到2.38×10^(-6)℃^(-1),介电损耗tanδ在8.4×10^(-3)~3.7×10^(-3)波动,抗弯强度在80~120 MPa波动。 展开更多
关键词 Al_(2)O_(3)/SiO_(2) MgO-Al_(2)O_(3)-SiO_(2) 微晶玻璃 堇青石 介电性能
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Fe_(2)O_(3)含量及晶化工艺对无碱铝硅玻璃弹性模量的影响 被引量:1
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作者 湛玲丽 谭豪 +3 位作者 马时宇 韩利雄 谢俊 熊德华 《硅酸盐通报》 CAS 北大核心 2023年第6期2223-2232,共10页
选用CaO-MgO-Al_(2)O_(3)-SiO_(2)(CMAS)体系无碱铝硅玻璃为研究对象,设计8组Fe_(2)O_(3)组分变量,利用高温熔融法制备试验样品。利用XRD、SEM、TG-DSC等测试方法,先后对无碱玻璃样品的物相、析晶动力学、析晶行为和弹性模量等物化性能... 选用CaO-MgO-Al_(2)O_(3)-SiO_(2)(CMAS)体系无碱铝硅玻璃为研究对象,设计8组Fe_(2)O_(3)组分变量,利用高温熔融法制备试验样品。利用XRD、SEM、TG-DSC等测试方法,先后对无碱玻璃样品的物相、析晶动力学、析晶行为和弹性模量等物化性能进行测试分析,进而探讨Fe_(2)O_(3)含量及晶化处理对无碱玻璃弹性模量的影响。结果表明:适量添加Fe_(2)O_(3)可以提升CMAS体系无碱玻璃的弹性模量,Fe_(2)O_(3)的质量分数为1.50%(F-6#)时,F-6#无碱玻璃弹性模量最大值为97.87 GPa,析晶活化能为347.1 kJ/mol,析晶指数n为1.383 4,为表面析晶。经整体析晶法晶化处理后,F-6#微晶玻璃析出的主晶相为钙长石相(CaAl_(2)Si_(2)O_(8)),晶体尺寸为200~400 nm;经烧结法晶化处理后,F-6#微晶玻璃析出的主晶相为钙长石相(CaAl_(2)Si_(2)O_(8)),晶体尺寸为300~500 nm。随着热处理温度的升高,析出主晶相数量变多,尺寸变大,但主晶相种类并未改变。由于钙长石的弹性模量小于基础玻璃,F-6#无碱玻璃析晶后所得微晶玻璃样品的弹性模量有所降低。 展开更多
关键词 无碱玻璃 CaO-MgO-Al_(2)O_(3)-SiO_(2) 铝硅玻璃 弹性模量 晶化
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等离子熔融制备高强度Al_(2)O_(3)-La_(2)O_(3)二元陶瓷微球
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作者 蒿洪彦 吴粤晟 +2 位作者 谢俊 张继红 韩建军 《硅酸盐通报》 2025年第9期3375-3382,共8页
为克服传统陶瓷微球制备方法在大规模生产与高性能材料应用中的局限性,本研究基于相图设计,通过喷雾造粒和射频等离子熔融相结合的方法,成功制备了不同配比的氧化铝-氧化镧(Al_(2)O_(3)-La_(2)O_(3))二元透明陶瓷微球。对不同配比的Al_(... 为克服传统陶瓷微球制备方法在大规模生产与高性能材料应用中的局限性,本研究基于相图设计,通过喷雾造粒和射频等离子熔融相结合的方法,成功制备了不同配比的氧化铝-氧化镧(Al_(2)O_(3)-La_(2)O_(3))二元透明陶瓷微球。对不同配比的Al_(2)O_(3)-La_(2)O_(3)二元透明陶瓷微球的化学组成、形貌、微观结构和机械性能进行了研究。结果表明,所得Al_(2)O_(3)-La_(2)O_(3)二元透明陶瓷微球的主晶相为LaAlO_(3)和LaAl_(11)O_(18),且表现出了较高的机械性能,其中80.0Al_(2)O_(3)-20.0La_(2)O_(3)组分微球的维氏硬度为21.20 GPa,弹性模量为192 GPa,高于其他不同成分的铝酸盐玻璃陶瓷。 展开更多
关键词 喷雾造粒 等离子熔融 氧化镧 陶瓷微球 微观结构 机械性能
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组成与粒径对等离子熔融Al_(2)O_(3)-CaO二元微球玻璃化、结构及性能的影响
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作者 周扬成 王翔 +3 位作者 温斌 张继红 谢俊 韩建军 《硅酸盐通报》 2025年第8期3031-3041,共11页
玻璃与陶瓷微球作为一种新型微米级特种材料,近年来得到了广泛的研究和应用。本研究使用喷雾造粒设备制备了系列不同组成与粒径的Al_(2)O_(3)-CaCO_(3)初始粉料,并通过等离子熔融方法成功制备了系列Al_(2)O_(3)-CaO二元玻璃/陶瓷透明微... 玻璃与陶瓷微球作为一种新型微米级特种材料,近年来得到了广泛的研究和应用。本研究使用喷雾造粒设备制备了系列不同组成与粒径的Al_(2)O_(3)-CaCO_(3)初始粉料,并通过等离子熔融方法成功制备了系列Al_(2)O_(3)-CaO二元玻璃/陶瓷透明微球。研究结果表明,Al_(2)O_(3)-CaO体系球化后,Al_(2)O_(3)含量大于50%(摩尔分数,下同)时微球主要为陶瓷态,其主晶相为Ca_(3)Al_(10)O_(18)、CaAl_(2)O_(4)和CaAl_(4)O_(7);当Al_(2)O_(3)含量为50%时,可形成玻璃和陶瓷态混合的微球,主晶相为CaAl_(2)O_(4);当Al_(2)O_(3)含量为34%时,微球主要为玻璃态,并伴有少量Ca_(3)Al_(2)O_(6)和CaAl_(2)O_(4)晶相。随着微球粒径的减小,其玻璃相的含量增加。微球的硬度和弹性模量与组成及微观结构密切相关,最大硬度为10.45 GPa,弹性模量为114.1 GPa,且在形成玻璃微球后降低。^(27)Al核磁共振分析结果表明,随着Al_(2)O_(3)含量增加,微球中Al的配位状态从4配位转变为5配位和6配位,粒径大小对其影响很小。 展开更多
关键词 铝酸盐 射频等离子体 微球 粒径 玻璃化
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