赤泥微晶玻璃晶化行為及性能研究.pdf

1、微晶玻璃是由玻璃控制晶化制得的多晶固體，礦渣微晶玻璃即利用礦渣為原料制備微晶玻璃。在環(huán)境問(wèn)題日益嚴(yán)重的今天，能夠把礦渣固廢轉(zhuǎn)換成有用的多晶材料應(yīng)該是一項(xiàng)很有意義的課題研究。本論文就是利用高摻量的赤泥和粉煤灰兩種工業(yè)固廢制備微晶玻璃，然后利用差熱分析（DTA）來(lái)確定微晶玻璃的最佳核化溫度和晶化溫度，并進(jìn)行晶體形成動(dòng)力學(xué)研究，再在此基礎(chǔ)上，利用X射線衍射分析（XRD）和掃描顯微鏡（SEM）研究不同晶化條件下熱處理方式對(duì)微晶玻璃結(jié)構(gòu)和機(jī)械性能

2、的影響，同時(shí)還探討了赤泥微晶玻璃顯微組織和機(jī)械性能之間的關(guān)系、不同晶核劑對(duì)赤泥微晶玻璃的影響、熔融法和燒結(jié)兩種方法制備赤泥-粉煤灰微晶玻璃的區(qū)別。 研究結(jié)果表明：本實(shí)驗(yàn)赤泥、粉煤灰的最大摻量可達(dá)到90％以上，赤泥-粉煤灰微晶玻璃的最佳熱處理工藝為核化溫度697℃，保溫2h，晶化溫度約為950℃，保溫2h。以5％TiO2赤泥-粉煤灰微晶玻璃為例，研究得其析晶活化能為306.37 ，n為0.7，接近1，證明了赤泥-粉煤灰微晶具有表面

3、析晶的傾向，同時(shí)，核化溫度對(duì)晶體的成核和生長(zhǎng)方式影響較大，晶化溫度對(duì)晶體的生長(zhǎng)狀態(tài)影響較大，另外還研究得出赤泥微晶玻璃顯微組織和機(jī)械性能之間的關(guān)系是不同的晶相和微觀結(jié)構(gòu)導(dǎo)致了不同的機(jī)械性能，選擇機(jī)械強(qiáng)度高的晶相和高致密性的微觀結(jié)構(gòu)有利于形成高強(qiáng)度的赤泥微晶玻璃。 研究赤泥微晶玻璃晶核劑時(shí)得出結(jié)論：添加1％TiO2的玻璃核化能力小于5％TiO2，也小于5％ZnO，而且隨著TiO2添加量的增加，赤泥微晶玻璃的主晶相發(fā)生了變化，不同的

4、晶核劑對(duì)赤泥微晶玻璃的晶相和微觀結(jié)構(gòu)都產(chǎn)生影響。 研究熔融法和燒結(jié)兩種方法制備赤泥-粉煤灰微晶玻璃時(shí)得出結(jié)論：熔融法的顯微結(jié)構(gòu)致密，氣孔少，其主晶相是鈣鋁黃長(zhǎng)石（Ca2Al2SiO7），次晶相為鈣鐵透輝石（Ca(Mg,Fe)Si2O6），隨著晶化溫度的提高，主晶相和次晶相不發(fā)生變化，只是相對(duì)比例發(fā)生了變化，而燒結(jié)法的微觀組織均勻，其微晶玻璃更傾向于高溫晶化，在晶化溫度逐漸提高的過(guò)程中，主晶相發(fā)生了變化，由鈣鋁黃長(zhǎng)石（Ca2Al2