电气石的高温热行为研究

发布时间：2017-04-26 05:18

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【摘要】：本工作利用影像式烧结点试验仪(HT-PSP)、热重-差示扫描量热仪(TG-DSC)、高温X射线衍射仪(HT-XRD)、高温金相显微镜(HT-MM)和高温拉曼光谱仪(HT-RAM)等仪器,在线研究了电气石在室温固态—高温熔融态—室温固态全过程中的物理化学变化、微观结构、显微结构等演化规律。在此基础上制备了一种电气石/玻璃复合材料,并通过XRD、TEM、傅里叶红外光谱测试仪和显微硬度计等测试手段研究了复合材料的物相组成、微观结构、红外发射、红外吸收及硬度等。对电气石在高温过程中的演变规律进行了研究。升温过程:25~890°C,黑电气石的晶体结构没有发生变化,晶粒尺寸稍有减小趋势;890~1050°C,黑电气石生成堇青石,晶粒尺寸迅速减小;1050~1200°C,黑电气石逐渐熔化,完全转变成堇青石晶相。降温过程:1200~890°C,又重新析出黑电气石相,黑电气石晶粒尺寸逐渐增大;890~25°C,黑电气石相一直存在,其晶粒尺寸略有减小,黑电气石的晶粒细化与第二相对其晶界的钉扎作用有关。以微米级电气石粉和玻璃为原料,在600°C烧制1h制备了一种电气石/玻璃复合材料,XRD分析显示电气石/玻璃复合材料样品中含有电气石晶相,TEM和SEM观察结果进一步证实电气石颗粒包裹在玻璃体中,且电气石颗粒粒径变小,颗粒粒径约70nm,FTIR检测结果表明电气石/玻璃复合材料的红外发射率明显高于电气石和玻璃各自的红外发射率,且电气石掺量为10%(wt%)时,复合材料的远红外发射率最高可达0.925,随着电气石加入量的增加,复合材料的硬度增大,但电气石添加量不应超过30%。
【关键词】：电气石 高温 演变 复合材料 远红外性能
【学位授予单位】：河北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TD985
【目录】：

• 摘要5-6
• abstract6-9
• 第一章 绪论9-27
• 1.1 引言9
• 1.2 电气石的理化特征及性能应用9-18
• 1.2.1 电气石的晶体结构与分类9-10
• 1.2.2 电气石的矿物学特征10-12
• 1.2.3 电气石的性能12-15
• 1.2.4 电气石在环保领域应用15-18
• 1.3 电气石高温热行为研究现状18-24
• 1.3.1 B_2O_3-Al_2O_3-SiO_2系统相图18-20
• 1.3.2 电气石热重-差热分析20-21
• 1.3.3 热处理过程中电气石的演化规律21-22
• 1.3.4 含电气石的复合材料研究进展22-24
• 1.4 研究内容及意义24-27
• 第二章 实验与方法27-35
• 2.1 实验材料27-29
• 2.2 实验仪器与设备29-30
• 2.3 实验方法和性能评价方法30-35
• 2.3.1 电气石的在线高温检测30-32
• 2.3.2 电气石/玻璃复合材料的表征与性能测试32-35
• 第三章 电气石矿物高温过程结构与性能研究35-61
• 3.1 高温过程中黑电气石的物理化学变化规律35-37
• 3.1.1 物理变化35-36
• 3.1.2 化学变化36-37
• 3.2 高温对黑电气石微观结构的影响37-57
• 3.2.1 晶体结构37-47
• 3.2.2 显微形貌47-54
• 3.2.3 拉曼光谱54-57
• 3.3 高温过程中电气石的演变机制57-59
• 3.4 小结59-61
• 第四章 电气石/玻璃复合材料的制备与性能61-79
• 4.1 电气石/玻璃复合材料的制备61-65
• 4.1.1 实验原料的选择61-63
• 4.1.2 玻璃的制备工艺63-64
• 4.1.3 电气石/玻璃复合材料的制备工艺64-65
• 4.2 电气石/玻璃复合材料的结构与性能65-76
• 4.2.1 晶体结构65-67
• 4.2.2 显微结构67-71
• 4.2.3 远红外发射性能71-72
• 4.2.4 远红外吸收光谱72-75
• 4.2.5 显微硬度75-76
• 4.3 电气石/玻璃复合材料的红外性能研究76-77
• 4.3.1 复合材料的形成机理76-77
• 4.3.2 复合材料红外性能的影响因素77
• 4.4 小结77-79
• 第五章 结论79-81
• 参考文献81-87
• 攻读学位期间所取得的相关科研成果87-89
• 致谢89-90

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1 张洪臣;电气石的高温热行为研究[D];河北工业大学;2015年

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本文编号：327820