镍渣微晶玻璃的制备及性能研究
发布时间：2021-01-18 11:42
镍渣是FeO-SiO2系熔渣,因目前没有合理的处理手段,镍渣的堆存量已经达到了1000万吨,这不仅占用了大量的土地资源,且对环境造成了一定的污染,如何实现镍渣高附加值的回收利用已成为亟待解决的问题。微晶玻璃是一种含有大量微晶相与玻璃相的多晶固体材料,其主要性能受到晶相的种类、晶粒的尺寸和数量、残余玻璃相的性质和数量的影响,使得微晶玻璃的性能有很强的可设计性。利用镍渣制备高性能的微晶玻璃一方面实现了镍渣的高附加值回收利用,另一方面也对环境起到了保护作用。本文以金川公司的镍渣为主要原料,借助CaO-MgO-Al2O3-SiO2体系相图进行配方优化设计、调整,并采用熔融法制备主晶相为辉石类的微晶玻璃。通过力学性能测试、热膨胀系数测试、XRD、DSC、SEM等分析测试手段重点研究了热处理制度及晶核剂对微晶玻璃性能的影响,并结合动力学计算分析探讨了此微晶玻璃体系的析晶机理。最后,为配合本研究在工程实践中的应用,以热膨胀系数为关键参数利用ANSYS对微晶玻璃复合管材进行热应力模拟及分析,探讨其应用的可行性。研究结果表明:（1）利用熔融法可制备出CMAS系统的以辉石及透辉石为主晶相的镍渣微晶玻璃,其...
【文章来源】：兰州理工大学甘肃省
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
不同热处理制度下微晶玻璃形貌图
34图 3.9 添加不同晶核剂微晶玻璃 SEM 图(a.最优热处理制度下未添加晶核剂的微晶玻璃样品；b.晶核剂掺量为 1.5%Cr2O3的微晶玻璃样品；c.晶核剂掺量为 2%Cr2O3的微晶玻璃样品；d.晶核剂掺量为 3%TiO2的微晶玻璃样品；e.晶核剂掺量为 3%ZrO2的微晶玻璃样品)图 3.9 为为添加不同晶核剂微晶玻璃 SEM 图。综合比较发现，镍渣微晶玻璃的主晶相以球粒状晶粒为主，比较未添加晶核剂微晶玻璃和添加晶核剂微晶玻
系数存在着差异，复合管材中微晶玻璃能否与钢材在不同温度条件下很好的生因碎裂是本研究重点关注的问题。因此，利用 ANSYS 对微晶玻璃复合管分析其热应力的分布，从而确定其不同温度下微晶玻璃复合管的稳定性就成点。微晶玻璃的热膨胀系数与主晶相种类、微观结构、晶相含量有着密不可玻璃的析晶行为和能力又在很大程度上与晶核剂的选择和掺量有着密切联章主要考虑晶核剂对微晶玻璃热膨胀系数带来的影响，模拟含有不同种类核剂制备的微晶玻璃复合管的热应力分布，从而为微晶玻璃复合管生产提供添加不同晶核剂微晶玻璃热膨胀系数分析材料热膨胀的本质是：晶格振动中相邻质点间的作用力是非线性的，其点阵，使得材料中的晶格点阵做非简谐振动。在温度升高过程中，材料质点间的温度升高出现变大的趋势，从而使得材料在某一方向上出现膨胀现象。
【参考文献】：
期刊论文
[1]TiO2对熔融态高炉渣微晶玻璃析晶及性能的影响[J]. 谢春帅,贵永亮,胡宾生,王亚文,宋春燕. 中国陶瓷. 2016(06)
[2]Cr2O3对含铁辉石微晶玻璃显微结构及强度的影响[J]. 陈华,李保卫,赵鸣,张雪峰,杜永胜. 硅酸盐学报. 2015(09)
[3]Pr2O3对含Cr2O3辉石系矿渣微晶玻璃晶化行为的影响[J]. 孙凯宇,赵鸣,陈华,何晓宇,李保卫. 人工晶体学报. 2015(08)
[4]Fe2O3对CaO-MgO-A12O3-SiO2玻璃非等温析晶的影响（英文）[J]. 郁青春,燕春培,邓勇,冯月斌,刘大春,杨斌. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2015(07)
[5]钙硅氧化物的质量比对10%Al2O3高炉渣--尾矿--粉煤灰微晶玻璃性能的影响[J]. 刘召波,宗燕兵,马浩源,代文彬,李宇. 工程科学学报. 2015(06)
[6]镍渣基矿井充填用胶凝材料的制备[J]. 李克庆,冯琳,高术杰. 工程科学学报. 2015(01)
[7]利用镍铁渣及粉煤灰制备CMSA系微晶玻璃的研究[J]. 张文军,李宇,李宏,苍大强. 硅酸盐通报. 2014(12)
[8]MgO对花岗岩尾矿微晶玻璃析晶和性能的影响[J]. 程金树,唐方宇,楼贤春,康俊峰,骞少阳. 武汉理工大学学报. 2014(10)
[9]CaF2对复合矿渣微晶玻璃结构与力学性能的影响[J]. 张雪峰,刘雪波,贾晓林,邓磊波. 硅酸盐通报. 2014(10)
[10]利用金川水淬镍渣尾砂开发新型充填胶凝剂试验研究[J]. 杨志强,高谦,王永前,倪文,陈得信. 岩土工程学报. 2014(08)
硕士论文
[1]钢渣熔制微晶玻璃技术研究[D]. 饶磊.华中科技大学 2007
[2]冶金废渣微晶玻璃的研究与制备[D]. 易育强.兰州理工大学 2007
[3]工业矿渣制备微晶玻璃[D]. 张升晓.山东大学 2007
[4]高炉渣微晶玻璃的制备及其性能研究[D]. 刘洋.湖南大学 2006
[5]微晶玻璃的研制[D]. 南雪丽.兰州理工大学 2006
本文编号：2984887
【文章来源】：兰州理工大学甘肃省
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
不同热处理制度下微晶玻璃形貌图
34图 3.9 添加不同晶核剂微晶玻璃 SEM 图(a.最优热处理制度下未添加晶核剂的微晶玻璃样品；b.晶核剂掺量为 1.5%Cr2O3的微晶玻璃样品；c.晶核剂掺量为 2%Cr2O3的微晶玻璃样品；d.晶核剂掺量为 3%TiO2的微晶玻璃样品；e.晶核剂掺量为 3%ZrO2的微晶玻璃样品)图 3.9 为为添加不同晶核剂微晶玻璃 SEM 图。综合比较发现，镍渣微晶玻璃的主晶相以球粒状晶粒为主，比较未添加晶核剂微晶玻璃和添加晶核剂微晶玻
系数存在着差异，复合管材中微晶玻璃能否与钢材在不同温度条件下很好的生因碎裂是本研究重点关注的问题。因此，利用 ANSYS 对微晶玻璃复合管分析其热应力的分布，从而确定其不同温度下微晶玻璃复合管的稳定性就成点。微晶玻璃的热膨胀系数与主晶相种类、微观结构、晶相含量有着密不可玻璃的析晶行为和能力又在很大程度上与晶核剂的选择和掺量有着密切联章主要考虑晶核剂对微晶玻璃热膨胀系数带来的影响，模拟含有不同种类核剂制备的微晶玻璃复合管的热应力分布，从而为微晶玻璃复合管生产提供添加不同晶核剂微晶玻璃热膨胀系数分析材料热膨胀的本质是：晶格振动中相邻质点间的作用力是非线性的，其点阵，使得材料中的晶格点阵做非简谐振动。在温度升高过程中，材料质点间的温度升高出现变大的趋势，从而使得材料在某一方向上出现膨胀现象。
【参考文献】：
期刊论文
[1]TiO2对熔融态高炉渣微晶玻璃析晶及性能的影响[J]. 谢春帅,贵永亮,胡宾生,王亚文,宋春燕. 中国陶瓷. 2016(06)
[2]Cr2O3对含铁辉石微晶玻璃显微结构及强度的影响[J]. 陈华,李保卫,赵鸣,张雪峰,杜永胜. 硅酸盐学报. 2015(09)
[3]Pr2O3对含Cr2O3辉石系矿渣微晶玻璃晶化行为的影响[J]. 孙凯宇,赵鸣,陈华,何晓宇,李保卫. 人工晶体学报. 2015(08)
[4]Fe2O3对CaO-MgO-A12O3-SiO2玻璃非等温析晶的影响（英文）[J]. 郁青春,燕春培,邓勇,冯月斌,刘大春,杨斌. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2015(07)
[5]钙硅氧化物的质量比对10%Al2O3高炉渣--尾矿--粉煤灰微晶玻璃性能的影响[J]. 刘召波,宗燕兵,马浩源,代文彬,李宇. 工程科学学报. 2015(06)
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[8]MgO对花岗岩尾矿微晶玻璃析晶和性能的影响[J]. 程金树,唐方宇,楼贤春,康俊峰,骞少阳. 武汉理工大学学报. 2014(10)
[9]CaF2对复合矿渣微晶玻璃结构与力学性能的影响[J]. 张雪峰,刘雪波,贾晓林,邓磊波. 硅酸盐通报. 2014(10)
[10]利用金川水淬镍渣尾砂开发新型充填胶凝剂试验研究[J]. 杨志强,高谦,王永前,倪文,陈得信. 岩土工程学报. 2014(08)
硕士论文
[1]钢渣熔制微晶玻璃技术研究[D]. 饶磊.华中科技大学 2007
[2]冶金废渣微晶玻璃的研究与制备[D]. 易育强.兰州理工大学 2007
[3]工业矿渣制备微晶玻璃[D]. 张升晓.山东大学 2007
[4]高炉渣微晶玻璃的制备及其性能研究[D]. 刘洋.湖南大学 2006
[5]微晶玻璃的研制[D]. 南雪丽.兰州理工大学 2006
本文编号：2984887
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