晶核剂对高炉渣微晶玻璃显微结构的影响

发布时间：2017-08-26 12:19

  本文关键词：晶核剂对高炉渣微晶玻璃显微结构的影响

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【摘要】：高炉渣是高炉炼铁的副产品,目前的处理工艺主要是水冲渣,然后用于制造水泥、渣棉等,产品附加值低,并且高炉渣所携带的显热不能充分利用。高炉渣的主要成分是SiO_2、CaO等。利用高温熔融态高炉渣为主要原料完成微晶玻璃的制备,具有显著的经济效益和社会效益。以高炉炼铁生产的现场高炉渣为主要原料,通过添加SiO_2、Al_2O_3、Mg O、K_2O、Na_2SO_4、TiO_2、CaF_2等化学试剂调制微晶玻璃成分,采用熔融法制备高炉渣微晶玻璃。运用高温熔体物性测定仪、拉曼光谱仪、高温综合热分析仪、X射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜等现代检测技术分析CaO/SiO_2、TiO_2和CaF_2对微晶玻璃的熔制、基础玻璃结构、形核结晶温度、物相组成和显微结构的影响,并评价高炉渣微晶玻璃的密度、吸水性、耐酸碱腐蚀性能。试验结果表明,高炉渣微晶玻璃的晶相为透辉石、普通辉石和钙镁黄长石。随着CaO/SiO_2的增加,微晶玻璃中钙镁黄长石的含量增加,微晶玻璃的吸水率升高,耐酸碱腐蚀性能降低。综合考虑高炉渣利用率和微晶玻璃性质,最终确定CaO/SiO_2为0.44。在添加晶核剂TiO_2和CaF_2的微晶玻璃中,Ti_4~+能够置换硅氧四面体中的Si_4~+,F~-可以置换O_2~-,从而破坏硅氧四面体结构,降低玻璃液粘度,有利于玻璃的熔制并增加基础玻璃的不稳定性;在热处理过程中,钛和氟从玻璃基体中析出,使基础玻璃分相。添加晶核剂TiO_2和CaF_2能够降低微晶玻璃的形核析晶温度,促进微晶玻璃析晶。当TiO_2含量为4%时,微晶玻璃晶体含量高、晶粒细小并且排列致密。当CaF_2含量大于4%时,微晶玻璃中会生成新晶相—枪晶石;当CaF_2添加量为6%时,微晶玻璃晶粒平均粒度为100nm,具有良好的耐酸碱腐蚀性能。
【关键词】：晶核剂 高炉渣 微晶玻璃 析晶 显微结构
【学位授予单位】：华北理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X757;TQ171.733
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 引言8-9
• 第1章 文献综述9-22
• 1.1 高炉渣的资源化利用现状9-13
• 1.1.1 高炉渣的基本特性9-10
• 1.1.2 高炉渣物理显热的回收利用情况10-12
• 1.1.3 高炉渣的资源化利用现状12-13
• 1.2 微晶玻璃的研究现状13-18
• 1.2.1 微晶玻璃的分类13-14
• 1.2.2 微晶玻璃的制备工艺14-16
• 1.2.3 影响微晶玻璃性质的主要因素16-17
• 1.2.4 微晶玻璃的热处理制度17-18
• 1.3 高炉渣微晶玻璃的发展及现状18-20
• 1.4 课题的提出20-21
• 1.5 本文的研究内容21-22
• 第2章 研究方案及方法22-28
• 2.1 研究方案22-24
• 2.2 技术路线24-25
• 2.3 分析测试方法25-27
• 2.4 本章小结27-28
• 第3章 CaO/SiO_2及热处理制度对微晶玻璃显微结构的影响28-41
• 3.1 CaO/SiO_2对基础玻璃熔制的影响28-29
• 3.2 CaO/SiO_2对基础玻璃差热分析的影响29-31
• 3.3 CaO/SiO_2及热处理制度对微晶玻璃晶相的影响31-34
• 3.4 CaO/SiO_2对微晶玻璃显微结构的影响34-35
• 3.5 热处理制度对微晶玻璃显微结构的影响35-36
• 3.6 CaO/SiO_2及热处理制度对微晶玻璃性能的影响36-39
• 3.7 本章小结39-41
• 第4章 晶核剂对微晶玻璃显微结构的影响41-61
• 4.1 晶核剂对基础玻璃熔制的影响41-44
• 4.2 晶核剂对基础玻璃显微结构的影响44-46
• 4.3 晶核剂对基础玻璃差热分析的影响46-49
• 4.4 晶核剂对微晶玻璃晶相构成的影响49-51
• 4.5 晶核剂对微晶玻璃显微结构的影响51-55
• 4.6 晶核剂对微晶玻璃性能的影响55-59
• 4.7 本章小结59-61
• 结论61-62
• 参考文献62-67
• 致谢67-68
• 导师简介68-69
• 作者简介69-70
• 学位论文数据集70

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本文编号：741461