粉煤灰基无机纤维制备及其原料熔融特性研究
发布时间：2021-05-31 17:34
山西省是我国重要的煤化工、煤电产业基地。长期以来一直是国家重要的能源输出基地和重工业省份,为国家的经济建设做出了卓越贡献,同时也产生和堆存了大量的煤基工业固体废弃物,如粉煤灰、煤矸石、脱硫石膏、镁渣和钢渣等。由此带来的如环境、生态安全和固体废弃物资源利用等一系列问题亟待解决。利用煤基固体废弃物研发和生产建筑材料是当前和今后一段时期实现资源循环利用的主要途径,但是总体利用率偏低仍然是制约固体废弃物快速消纳的重要因素。利用固废资源开发研究新的高附加值产品并实现广泛应用是缓减当前产消矛盾的重要方式。本论文在前人对粉煤灰矿物棉纤维研究的基础上,拓展研发粉煤灰基连续纤维,这是粉煤灰高附加值利用的重要方式,也为国内无机连续纤维产业的基础研究和发展开辟一个新的领域。本文选用粉煤灰和镁渣为主要原料,依照化学组分制备出不同配方的原料,通过灰熔融点测定仪、X射线衍射仪、红外吸收光谱等设备研究其升温过程中的熔融特性及晶态结构变化,使用高温旋转粘度测量仪测量其降温过程温度粘度变化等性质,并在实验室使用部分原料试制无机纤维。本文的主要研究内容及结论如下:（1）以粉煤灰和镁渣为主要原料,依据酸度系数配比M
【文章来源】：山西大学山西省
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
灰熔融温度示意图
第一章文献综述7由于矿物相的高熔点而升高[56]。由于固体废弃物中化学组分和矿物组分的复杂性，在加上化学组分和矿物组成之间相互影响，这些都对原料的熔融温度有着不可忽略的影响，本文将从化学组分和晶体两方面探究原料熔融温度的变化规律。1.5粉煤灰等硅酸盐熔体粘流性能研究1.5.1流体粘度定义原料的粘流性能是纤维生产过程中的重要参数，而固体废弃物熔体粘流性的研究同样复杂。粘度是用来描述流体对运动的抵抗性的物理量，与流体的内摩擦力有关。使用流体流动中最常见的剪切流动来解释：如果一个力作用于流体表面使其流动，此时流体将在力的平行方向上产生移动。将流体从厚度方向可以分成若干层，由于粘度的存在，每一层的流体与其相邻层之间都存在相对移动，且最上层的移动速度最快而最下层的移动速度为零，处于这中间的流体运动速度呈线性分布。如图1.3所示，设力F的作用面积为S，流体厚度为h，力方向的最大位移为x。图1.3流体剪切流动示意图流体学中将单位面积的应力称为剪切应力：=将水平位移与流体厚度之比称为剪切应变：=
粉煤灰基无机纤维制备及其原料熔融特性研究8而剪切速率为单位时间的剪切应变：=牛顿将作用在流体上的剪切应力与流体剪切速率的比值定义为粘度：=（1.1）式中，的单位为Pa，单位为s-1，的单位为1.5.2流体粘度测试方法测量流体粘度的方式有很多，常见的有以下几种：毛细管粘度测量法是最早的粘度测量方法之一，最早在十九世纪初由Hagen实验成功，由于这种方法成本低廉、操作简单，一直是近两个世纪以来主要的粘度测量手段。这种方法的缺点是毛细管清理麻烦，且不易于测量粘度较小的液体[57-58]。落球测量法以斯托克斯定律为基础，是一种在实验室中常用的方法，其原理是让球体在溶液中下落或上升，通过测量球体经过固定两点所需要的时间等参数来计算粘度。这种方法局限性较大，往往需要根据溶液的情况调整小球的直径，且实验过程需要靠人的肉眼来判断小球的运动过程，主观性较强，容易出现误差[59-60]。旋转粘度计是目前应用最广泛的粘度测量方法，相对操作简单、测量精确[61]，适用于各种类型的流体。原理示意图如图1.4。图1.4旋转粘度测量示意图由转杆连接测头，使测头深入流体内一定深度，通过电动机带动游丝转动，游
【参考文献】：
期刊论文
[1]浅谈玄武岩连续纤维生产技术与应用[J]. 于守富,谭良,孙振海,李卫军,张建辉,吕士武. 玻璃纤维. 2019(04)
[2]钙镁复合助熔剂对长平煤灰熔融特性影响研究[J]. 段锦,李寒旭,郝华东,陶然. 硅酸盐通报. 2016(12)
[3]高炉热态熔渣直接生产矿棉工艺技术的探讨[J]. 吴伟. 宝钢技术. 2016(04)
[4]酸度系数对矿渣棉理化性能的影响[J]. 龙跃,杜培培,李智慧,张良进,张玉柱. 钢铁. 2016(05)
[5]玻璃纤维的制备及性能应用[J]. 佟威,郝建军,王宝. 辽宁化工. 2016(03)
[6]几种常见无机纤维改性研究进展[J]. 郭昌盛,杨建忠,朱明辉. 纺织科技进展. 2015(02)
[7]赤泥制备无机纤维的研究[J]. 刘焦萍,张建平,李壮,曹国喜. 轻金属. 2014(08)
[8]高炉渣矿棉的研究现状及发展趋势[J]. 肖永力,李永谦,刘茵,范建峰,石福志. 硅酸盐通报. 2014(07)
[9]利用高炉渣制造岩矿棉工程化技术研究[J]. 王晓磊,刘晓鹏. 新技术新工艺. 2014(01)
[10]高炉渣制备矿棉工艺的比较分析及发展趋势[J]. 裴晶晶,邢宏伟. 河南冶金. 2013(06)
博士论文
[1]典型煤灰与混合灰熔融特性及粘温特性研究[D]. 许洁.华东理工大学 2015
硕士论文
[1]钙镁协同作用对煤灰熔融特性的影响研究[D]. 张子利.安徽理工大学 2013
[2]氧化锆纤维对氧化铝陶瓷抗热震性能的影响[D]. 丁寅森.济南大学 2012
本文编号：3208671
【文章来源】：山西大学山西省
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
灰熔融温度示意图
第一章文献综述7由于矿物相的高熔点而升高[56]。由于固体废弃物中化学组分和矿物组分的复杂性，在加上化学组分和矿物组成之间相互影响，这些都对原料的熔融温度有着不可忽略的影响，本文将从化学组分和晶体两方面探究原料熔融温度的变化规律。1.5粉煤灰等硅酸盐熔体粘流性能研究1.5.1流体粘度定义原料的粘流性能是纤维生产过程中的重要参数，而固体废弃物熔体粘流性的研究同样复杂。粘度是用来描述流体对运动的抵抗性的物理量，与流体的内摩擦力有关。使用流体流动中最常见的剪切流动来解释：如果一个力作用于流体表面使其流动，此时流体将在力的平行方向上产生移动。将流体从厚度方向可以分成若干层，由于粘度的存在，每一层的流体与其相邻层之间都存在相对移动，且最上层的移动速度最快而最下层的移动速度为零，处于这中间的流体运动速度呈线性分布。如图1.3所示，设力F的作用面积为S，流体厚度为h，力方向的最大位移为x。图1.3流体剪切流动示意图流体学中将单位面积的应力称为剪切应力：=将水平位移与流体厚度之比称为剪切应变：=
粉煤灰基无机纤维制备及其原料熔融特性研究8而剪切速率为单位时间的剪切应变：=牛顿将作用在流体上的剪切应力与流体剪切速率的比值定义为粘度：=（1.1）式中，的单位为Pa，单位为s-1，的单位为1.5.2流体粘度测试方法测量流体粘度的方式有很多，常见的有以下几种：毛细管粘度测量法是最早的粘度测量方法之一，最早在十九世纪初由Hagen实验成功，由于这种方法成本低廉、操作简单，一直是近两个世纪以来主要的粘度测量手段。这种方法的缺点是毛细管清理麻烦，且不易于测量粘度较小的液体[57-58]。落球测量法以斯托克斯定律为基础，是一种在实验室中常用的方法，其原理是让球体在溶液中下落或上升，通过测量球体经过固定两点所需要的时间等参数来计算粘度。这种方法局限性较大，往往需要根据溶液的情况调整小球的直径，且实验过程需要靠人的肉眼来判断小球的运动过程，主观性较强，容易出现误差[59-60]。旋转粘度计是目前应用最广泛的粘度测量方法，相对操作简单、测量精确[61]，适用于各种类型的流体。原理示意图如图1.4。图1.4旋转粘度测量示意图由转杆连接测头，使测头深入流体内一定深度，通过电动机带动游丝转动，游
【参考文献】：
期刊论文
[1]浅谈玄武岩连续纤维生产技术与应用[J]. 于守富,谭良,孙振海,李卫军,张建辉,吕士武. 玻璃纤维. 2019(04)
[2]钙镁复合助熔剂对长平煤灰熔融特性影响研究[J]. 段锦,李寒旭,郝华东,陶然. 硅酸盐通报. 2016(12)
[3]高炉热态熔渣直接生产矿棉工艺技术的探讨[J]. 吴伟. 宝钢技术. 2016(04)
[4]酸度系数对矿渣棉理化性能的影响[J]. 龙跃,杜培培,李智慧,张良进,张玉柱. 钢铁. 2016(05)
[5]玻璃纤维的制备及性能应用[J]. 佟威,郝建军,王宝. 辽宁化工. 2016(03)
[6]几种常见无机纤维改性研究进展[J]. 郭昌盛,杨建忠,朱明辉. 纺织科技进展. 2015(02)
[7]赤泥制备无机纤维的研究[J]. 刘焦萍,张建平,李壮,曹国喜. 轻金属. 2014(08)
[8]高炉渣矿棉的研究现状及发展趋势[J]. 肖永力,李永谦,刘茵,范建峰,石福志. 硅酸盐通报. 2014(07)
[9]利用高炉渣制造岩矿棉工程化技术研究[J]. 王晓磊,刘晓鹏. 新技术新工艺. 2014(01)
[10]高炉渣制备矿棉工艺的比较分析及发展趋势[J]. 裴晶晶,邢宏伟. 河南冶金. 2013(06)
博士论文
[1]典型煤灰与混合灰熔融特性及粘温特性研究[D]. 许洁.华东理工大学 2015
硕士论文
[1]钙镁协同作用对煤灰熔融特性的影响研究[D]. 张子利.安徽理工大学 2013
[2]氧化锆纤维对氧化铝陶瓷抗热震性能的影响[D]. 丁寅森.济南大学 2012
本文编号：3208671
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