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探讨了利用超声波探伤仪测定耐火材料热震结构损伤的可行性.结果表明:对于在试验温度范围内不发生物理化学变化的耐火材料,如镁尖晶石砖,用超声波探伤仪测定其热震结构损伤具有可行性;而对那些在试验温度范围内发生物理化学变化的耐火材料,如含钛酸铝制品,是不可行的.对于含碳的制品,应选择适宜的超声波频率,才能获得较好的试验效果.

关键词: 超声波探伤仪 , 热震结构损伤 , 耐火材料

粒度对铝土矿烧结性能的影响

姚瑶 , 曲殿利 , 刘新 , 郭玉香 , 李林山

耐火材料 doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2014.04.006

以山西阳泉铝土矿为原料，分别细磨至粒度为0．147～0．075、0．075～0．044和≤0．044 mm的粉体，加结合剂混匀后压制成坯，干燥后在电炉中分别于1550、1580、1600、1650和1700℃保温3 h煅烧。研究了不同粒度矾土矿的烧结情况，并用XRD和SEM对烧后试样的相组成和显微结构进行了研究。结果表明：Al2 O3含量为84％（w）的Ⅰ等铝土矿细磨至0．075～0．044 mm，1600℃煅烧3 h后可达到最佳烧结状态。刚玉晶体发育完整，晶粒大部分呈长柱状，晶粒间结合紧密，杂质均匀分布在晶界的玻璃相中。研磨至0．044 mm以下的矾土，煅烧后晶粒内部形成大量封闭气孔，导致体积密度下降。

关键词: 无机非金属材料 , 铝土矿 , 烧结 , 粒度

菱镁矿尾矿与硼泥合成橄榄石研究

李振 , 曲殿利 , 郭玉香 , 罗旭东 , 聂云龙 , 李林山

硅酸盐通报

本实验以菱镁矿尾矿、硼泥和硅石为主要原料,通过固相反应烧结制备镁橄榄石,研究随着硼泥和添加剂铁红(Fe2O3)引入量的不同对合成镁橄榄石材料相组成、结构及烧结性能的影响.利用XRD和SEM对烧后试样的矿物相组成和显微结构进行表征.结果表明:硼泥可以促进烧后镁橄榄石材料中晶粒异常长大,随着烧后镁橄榄石材料结构中液相的增多,系统中出现了顽火辉石相,烧后镁橄榄石材料体积密度逐渐增大,硼泥对镁橄榄石有促烧结作用.添加剂铁红与氧化镁形成镁铁固溶体,促进镁橄榄石材料结构致密,系统中引入3.51％铁红,烧后镁橄榄石材料体积密度提高24％.

关键词: 硼泥 , 镁橄榄石 , 菱镁矿尾矿 , 硅石 , 铁红

低温耦合固相氮化反应合成β-Sialon

彭晓文 , 郭玉香 , 罗旭东 , 刘新 , 曲殿利 , 李林山

人工晶体学报

本研究拟在氮化气氛下,以金属Al粉、Si粉、α-Al2O3为原料,添加Y2O3,耦合氮化反应制备β-Sialon.通过在不同温度下的氮化反应烧结试验,研究了Y3+对β-Sialon晶相组成、晶粒大小、晶格常数及显微结构的影响.采用XRD和SEM表征试样中的晶相和显微结构,利用X'Pert Plus软件对试样进行晶胞参数分析,通过Semi-quantification法对试样各晶相组成进行计算.结果表明:随着温度的升高,合成β-Sialon相的含量不断提高,在1550℃时达到最高;添加Y2O3可以在相对较低温度条件下合成β-Sialon相,y3+对Al3+的置换作用导致β-Sialon相结构畸变,且随耦合氮化反应烧成温度的升高,晶胞体积可由1350℃时的0.208448 nm3增大到1550℃时的0.236776 nm3,合成β-Sialon相呈现增加的趋势.同时在合成β-Sialon结构中,由于过量助烧结剂Y2O3易与原料中Al2O3形成针状YAG.

关键词: Y2O3 , β-Sialon , 晶格常数 , 耦合固相氮化反应

氧化硼对菱镁矿尾矿合成镁橄榄石晶体结构与性能的影响

郭玉香 , 曲殿利 , 李振 , 杨成国

硅酸盐通报

在工业废弃物菱镁矿尾矿中加入石英砂和少量B2O3,通过固相反应烧结合成镁橄榄石材料,探讨B2O3对合成镁橄榄石材料晶体结构与性能的影响.利用XRD、SEM对合成镁橄榄石的相组成、晶胞参数、显微结构等进行研究.结果表明:由于B2O3的引入,促进了镁橄榄石晶体结构中缺陷的生成,导致镁橄榄石晶胞参数和晶胞体积减小,加快了反应离子间交换扩散速度,形成顽火辉石和透辉石等高温液相,促进了烧结,提高了材料的体积密度,降低了显气孔率.

关键词: 菱镁矿尾矿 , 镁橄榄石 , B2O3 , 晶体结构

煅烧温度对轻烧镁粉显微结构与活性的影响

李广垠 , 李志坚 , 郭玉香 , 吴锋 , 徐娜

耐火材料 doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2016.05.011

为了研究菱镁矿在不同温度轻烧后的显微结构与活性，取粒度＜0．074 mm 的菱镁矿粉分别在850、900、950、1000、1050、1100、1150和1200℃保温2 h 煅烧制备了轻烧镁粉。采用柠檬酸溶解－EDTA 络合滴定法测定了试样中活性氧化镁的含量，并利用 XRD 和 SEM对试样的物相组成和显微结构进行了分析。结果表明：在850～1050℃阶段，方镁石的晶粒尺寸增加缓慢，其活性氧化镁含量变化并不明显，均高于80％（w）；在1050～1200℃阶段，方镁石的晶粒尺寸快速增加，其活性氧化镁含量快速降低。

关键词: 轻烧镁砂 , 活性氧化镁 , 煅烧温度 , 晶粒尺寸 , 物相组成 , 显微结构

自扩散式高温氮化制备Mg-α/β-sialon复相陶瓷

刘新 , 曲殿利 , 郭玉香 , 彭晓文 , 韩露

人工晶体学报

利用烧结镁砂中固有杂质,加入金属A1粉、单质Si粉和α-Al2O3微粉,以Y2O3为助烧结剂,经氮化烧结炉1550℃氮化烧结1h制备出Mg-α/β-sialon复相陶瓷,实现镁质材料的性能改进和优化.研究了不同Y2O3加入量对Mg-α/β-sialon复相陶瓷的矿物组成及微观形貌的影响,借助于XRD分析试样中的晶相组成和晶胞参数,采用SEM及EDS对试样断口的微观形貌进行分析与观察.结果表明:Mg-α/β-sialon复相陶瓷以β-sialon为主晶相,Mg-α-sialon为次品相.随着Y2O3加入量的增加,Mg-α-sialon相的生成量呈减小趋势,β-sialon相的生成量呈增加趋势,Mg-t-sialon的形貌由短柱状向长棱柱状转变,当Y2O3加入5wt％时为片状结构.Y3+的引入使Mg-αβ-sialon相晶格变形,增加了缺陷浓度,提高了阴阳离子的自扩散能力,促进氮化烧结反应的进行.

关键词: Mg-α/β-sialon , Y2O3 , 烧结 , 晶胞参数

矾土熟料微观结构与其力学性能相关性的研究

郭玉香 , 曲殿利 , 姚瑶

人工晶体学报

以块状矿石烧结矾土熟料和均化矾土熟料为研究对象,利用XRD、SEM对矾土熟料的物相组成及其微观结构进行分析,研究相同品级不同制备工艺对材料微观结构的影响,讨论矾土熟料微观结构与其力学性能的相关性.研究表明:块状烧结矾土熟料的刚玉晶粒较小,晶界不明显,许多小晶粒相互连接形成网状结构的“大晶粒”,杂质相填充在小晶粒构成的网状结构中;均化矾土熟料晶粒较大,晶界明显且宽泛,杂质被均化后均匀分布于晶界中,阻碍了晶粒间的直接接触.这种显微结构特征决定了块状烧结矾土熟料较均化矾土熟料具有更优异的高温性能,而均化矾土熟料常温性能更优.

关键词: 矾土熟料 , 均化矾土 , 微观结构 , 力学性能