优秀研究生学位论文题录展示

冶金废渣微晶玻璃的研究与制备

专 业: 材料学
关键词: 微晶玻璃 镍渣 粉煤灰 主晶相 复合管
分类号: TQ171
形 态: 共 77 页 约 50,435 个字 约 2.413 M内容
阅 读: 全文阅读说明

内容摘要


矿渣微晶玻璃是以工业废渣为主要原料,首先制得基础玻璃,然后经控制晶化而制成的微晶体和玻璃相均匀分布的一种新型无机非金属材料。

它具有机械强度较高、耐磨性能好、耐腐蚀性和耐热冲击性能优良、热膨胀系数可调等特点,可作为功能材料和结构材料广泛应用于各个领域。

本文以镍渣、粉煤灰两种工业废渣以及石英砂、白云石、石灰石等天然矿物为主要原料,采用熔融法制备了矿渣微晶玻璃。

在获得镍渣一粉煤灰微晶玻璃的最佳配比以及最佳热处理制度的基础上,根据配料特点对玻璃熔制过程中铁的还原效果及还原质量进行了分析研究;着重探讨了不同类型、不同含量的碱金属氧化物对微晶玻璃性能的影响;同时也对微晶玻璃复合管的离心制备工艺进行了初步研究。

结果表明:

以石墨为还原剂来还原配料中的铁,其还原率在70%~85%之间,且还原铁的质量较好,以灰口铸铁为主,并含有少量硅铁以及镍铁合金;当引入不同类型、不同含量的碱金属氧化物时,各试样的的析晶温度均随着碱含量的增大有不同程度的下降,各碱金属氧化物的对于析晶温度的降低效果依次为:

Li<,2>O、Na<,2>O>K<,2>O、LizO>Na<,2>O、K<,2>O;微晶玻璃的晶相组织也随着碱金属氧化物的不同比例有所改变:

当碱含量为6%以及8%时,微晶玻璃中将有少量LiAlSi<,3>O<,8>出现,而随着Na<,2>O含量的增加,微晶玻璃的矿物组成中也会出现较多的霞石相,但微晶玻璃的主晶相为透辉石以及普通辉石为主;在双碱的相互作用下,各试样的热膨胀系数基本在12.22×10<’-6>1/K~14.78×10<’-6>1/K范围内变化。

当碱含量在8%时,加入Li<,2>O、Na<,2>O后,玻璃以及微晶玻璃的热膨胀系数分别为:14.1×10<’-6>1/K,14.15×10<’-6>l/K,此值可在200~500℃范围内与普通钢铁的热膨胀系数相匹配。

综合热膨胀系数、力学、化学性能等因素,最终选取A2配料来制备微晶玻璃复合管;当浇铸20mm厚的玻璃管时,其主要工艺参数为:

转速为1200r/min;旋转时间在7~8min;退火温度在600℃,保温时间40~50min;同时外管的预热温度应在400℃为宜。

本文对所制备的微晶玻璃进行了一系列主要性能的综合测试,实验结果表明,利用镍渣和粉煤灰开发研制微晶玻璃及复合管材在工艺和性能上都是可行的,其制品综合性能优良,并且其中固体废弃物的总利用率wt%超过60%,消耗废渣量大,具有很大的社会效益和经济效益..……

全文目录


摘要
插图索引
插表索引
第1章 绪论
1.1 国内外冶金废渣的利用现状
1.1.1 冶金废渣的特点及其利用
1.1.1.1 含铁矿渣制作微晶玻璃
1.1.1.2 含铁渣直接还原出铁
1.1.1.3 制备用做颜料的氧化铁黄和氧化铁红
1.1.2 粉煤灰的特点及其利用
1.1.3 粉煤灰的利用现状
1.1.3.1 粉煤灰在污水处理方面的应用
1.1.3.2 粉煤灰在建材领域中的应用
1.1.3.3 粉煤灰在材料领域中的应用
1.2 微晶玻璃的发展以及现状
1.2.1 矿渣微晶玻璃的研究历史
1.2.2 矿渣微晶玻璃的组成及研究体系
1.2.2.1 矿渣微晶玻璃的结构组成及性能
1.2.2.2 矿渣微晶玻璃的研究体系
1.3 微晶玻璃的制备工艺
1.3.1 熔融法
1.3.2 烧结法
1.3.3 碎粒压延法
1.3.4 溶胶—凝胶法
1.4 研究意义及内容
1.4.1 研究意义
1.4.2 研究内容
第2章 实验过程及研究方法
2.1 原料组成及配方设计
2.1.1 原料组成
2.1.1.1 镍渣的性质
2.1.1.2 粉煤灰
2.1.1.3 其他原料及成份
2.1.2 基础玻璃成分设计
2.1.2.1 玻璃配方中各成分的作用和来源
2.1.2.2 晶核剂的选择使用
2.1.3 实验方案
2.2 微晶玻璃的制备工艺
2.2.1 微晶玻璃的工艺流程
2.2.2 熔制成型工艺
2.2.3 微晶化热处理制度的初步确定
2.3 微晶玻璃微观组织结构分析以及性能测试
2.3.1 热分析DSC
2.3.2 显微形貌分析
2.3.3 X射线衍射分析
2.3.4 热膨胀系数的测定
2.3.5 抗折实验
2.3.6 吸水率的测定
2.3.7 耐腐蚀实验
2.3.8 密度实验
第3章 镍渣中铁的还原以及结果分析
3.1 镍渣中铁的还原
3.1.1 镍渣中铁的存在形式
3.1.2 还原方法以及还原剂的确定
3.2 镍渣中还原反应的热力学基础
3.2.1 氧化物还原热力学条件
3.2.2 热力学计算
3.3 铁的还原结果分析
3.3.1 还原铁的成分与组织分析
3.3.2 玻璃熔制过程中铁的还原效果分析
3.4 小结
第四章 碱金属氧化物对微晶玻璃性能的影响
4.1 碱含量对微晶玻璃析晶性能及物相组成的影响
4.1.1 碱含量对 DSC、XRD结果的影响
4.1.2 不同碱金属氧化物对 DSC、XRD结果的影响
4.2 碱金属氧化物对微晶玻璃性能的影响
4.2.1 碱含量对微晶玻璃力学性能的影响
4.2.2 碱含量对微晶玻璃密度的影响
4.2.3 碱含量对微晶玻璃化学性能影响
4.2.3.1 吸水率
4.2.3.2 耐酸碱腐蚀性能
4.3 碱金属氧化物与热膨胀系数之间的关系
4.4 小结
第5章 废渣微晶玻璃复合管工艺参数的研究
5.1 微晶玻璃复合管材离心成型方案
5.2 离心铸管的外套的确定以及配方选择
5.3 离心工艺的研究
5.3.1 玻璃衬管厚度及配料量的确定
5.3.2 离心浇铸成型过程的分析
5.3.3 复合管制备过程中的应力及裂纹分析
5.3.4 玻璃管厚度对管材质量的影响
5.3.5 内表面出现的螺旋线原因分析
5.4 小结
结论
参考文献

相似论文

  1. 硼硅酸盐泡沫玻璃的低温烧成研究,69 页,TQ171.722 TQ171.622
  2. 多孔A/W生物活性微晶玻璃的制备,45页,TQ171.733 R318.08
  3. 玻璃材料中铜纳米颗粒形成研究,77页,TQ171.71 TB383
  4. 等离子体显示器用新型基板玻璃的研制,58页,TQ171.71
  5. 微机电系统低温阳极键合用微晶玻璃的研究,148页,TQ171.733 TP271.4
  6. 阳极键合用RAS系微晶玻璃电学/热学性能及其析晶动力学研究,63页,TQ171.733
  7. Li<,2>O-SrO-B<,2>O<,3>玻璃中Sm<3+>、Eu<3+>的还原、发光和微结构研究,96页,TQ171.718.3
  8. 离线Ag基低辐射玻璃的光热学性能及其应用研究,50页,TQ171.738
  9. 棕色安瓿瓶玻璃的研究,65页,TQ171.74
  10. 利用工业废弃物制备高胶凝性水泥熟料的研究,96页,TQ172.44 TQ172.62
  11. 利用工业废渣制备高C<,3S水泥熟料机理研究,81页,TQ172 X705
  12. 浮法玻璃条纹产生机理与冷却水包均化作用数值模拟,69页,TQ171.721 TQ171.622
  13. 水热合成纳米硅酸锆及镉硒红颜料,58页,TQ174.45
  14. 镁合金熔炼用陶瓷材料的研究,65页,TQ174.758.11 TF822
  15. 干粉砂浆的研究与开发,65页,TQ177.6
  16. 放电等离子烧结法制备氮化铝透明陶瓷,69页,TQ174.6
  17. Al〈,2〉TiO〈,5〉/Al〈,2〉O〈,3〉系复相陶瓷及其梯度材料的设计与制备,60页,TQ174.4
  18. 基于木材模板的铝/生态陶瓷复合材料的制备及性能研究,121页,TQ174.758.2
  19. 复合改性高岭土与聚氯乙烯PVC共混改性的研究,63页,TQ174.41 TQ424.21
  20. ZrO<,2-Ni纳米复合粉末及材料的研究,59页,TQ174.4
中图分类: > TQ171 > 工业技术 > 化学工业 > 硅酸盐工业 > 玻璃工业

© 2012 book.hzu.edu.cn