无定形二氧化硅微波烧结期间表观黏度的降低

发布时间：2021-01-15 23:03

　　在微波加热和传统加热方式下研究了无定形二氧化硅球形颗粒的烧结情况。粉末为单分散SiO₂微球体（直径1μm）。内部颗粒之间的颈部生长通过SEM进行分析。研究发现在微波加热下,黏度质量传输速率远远高于传统加热方式。微波加热下获得的黏度值远远低于传统加热方式（超过一个数量级）。微波加热下观察到黏度值降低,这可能是由于水蒸汽的影响以及电磁场对杂质离子的作用。 

【文章来源】：耐火与石灰. 2020,45(02)

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

颈部半径分布

颈部半径平方与热处理时间之间的关系可用来确定二氧化硅的黏度。对于黏度的计算，比表面能γ被认为是0.3 J/m2。在近期研究中确定了黏度图，图6为无定形二氧化硅在传统加热方式下，黏度与温度倒数之间的关系。通过对二氧化硅黏度的综合评论，测量结果之间的差异主要是由于二氧化硅使用等级的不同和不同的试验技术。通常，温度与黏度之间的关系论述在阿仑尼乌斯方程中给出。在1 000～1 400℃之间获得的活化能的试验值在579～712 kJ/mol之间。

对光学温度测量分离试验进行校准。首先，通过微波加热小尺寸铝校正光纤温度计读数，在热绝缘中铜片位置代替了SiO2试样。其熔融温度，Tm(Al)=658.7℃，Tm(Cu)=1 083℃，作为参考点。选择光纤温度计的配置参数，使测量的熔融温度值和参考值之间的差不超过5℃。通过接触到试样上表面的无屏蔽B型Pt-Rh热电偶的读数，测量Si O2试样的辐射系数，如图1(b)所示。应注意由于SiO2试样的厚度较小，在试样内部没有感知到温度的不一致性。采用扫描电子显微镜(SEM)研究了试样的显微结构。SEM研究了涂覆铂的试样，涂覆厚度大约15 nm。SEM图选自试样表面中心位置。图2示出了微波热处理试样的SEM图。在打印出来的纸张上，通过直接人工测量一对毗邻的球体之间的接触区域的最窄处宽度测定颈部直径。测量结果是位于14×11.1μm2框架内的全部颗粒的平均值，含有60～100个颈部。颈部直径误差测量要考虑到直接长度测量的精确性、测量数据的离差和颈部边界测量中的不确定性。


本文编号：2979661