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用热分析和电子显微镜研究微晶玻璃热处理

图片来源:eugenehill / Shutterstock.com

中国内蒙古科技大学的一组科学家最近发表了他们的研究成果欧洲杯线上买球正交试验设计。

采用差热分析和扫描电子显微镜技术测量热处理对微晶玻璃结晶的影响,从而帮助确定最佳加热参数。研究小组发现,成核温度为750°C持续两个半小时,结晶温度为930°C持续一个小时。他们的结果表明,在这些条件下,微晶玻璃的性能优于替代实验条件下的性能,从而证明所选参数是生产高质量微晶玻璃的最佳参数。

优化高炉工艺

水淬矿渣常被用作生产矿渣粉和水泥的原料。这种方法虽然有好处,但也有许多缺点,如运行设置成本高,产品附加值低,渣热利用效率低。

氧化钙(CaO)、二氧化硅(SiO2)、氧化镁(MgO)和氧化铝(Al2O3)是高炉炉渣的主要化学成分,约占炉渣总量的90%。它为生产装饰用微晶玻璃提供了理想的原料,并为提高高炉矿渣的附加值提供了机会。利用高炉熔渣大规模生产微晶玻璃为提高炉渣利用率和热能利用效率提供了机遇。

对微晶玻璃的研究表明,高炉矿渣的比例高达60%。中国内蒙古科学技术大学的研究小组在高温材料和工艺杂志上进行了一项新的研究,建立了一种利用热分析和电子显微镜优化这一过程的方法,并将高炉渣的比例提高到70%。该团队的结果(详见下文)展示了一种优化炉渣和热能使用的增强方法。欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球

用热分析和电子显微镜研究微晶玻璃

将玻璃样品研磨成小于0.074的颗粒粉末 mm直径和α-Al2O3作为参考。研究小组随后欧洲杯猜球平台使用差热分析(DTA)对玻璃粉末进行分析,并确定热处理温度。扫描电子显微镜用于测定样品的微观结构。通过将70%的高炉矿渣与1%Cr2O3和4%TiO2的成核剂相结合,制备了微晶玻璃。

从以前的研究中可以看出,晶核的沉淀是一个吸热过程,而结晶是一个放热过程。因此,可以分析差示扫描量热法(DSC)曲线,以读取分别代表玻璃成核和结晶过程的内热峰和放热峰。结果表明,在710°C时有一个吸热峰,在944.7°C和988.8°C时有两个放热峰。

然后对样品进行热处理,通过测定两个放热峰的温度进一步分析结晶温度。研究小组发现,玻璃的物理和化学性质是由粒度、数量和分布等因素决定的。得出的结论是,为了确保微晶玻璃具有良好的微观结构,使用适当的热处理方案至关重要。

结论

在一项正交试验中,使用70%高炉矿渣的原材料和1%Cr2O3和4%TiO2的成核剂,中国团队能够优化用于生产氧化钙(CaO)、二氧化硅(SiO2)、氧化镁(MgO)和氧化铝(Al2O3)微晶玻璃的热处理工艺。

结晶温度对微晶玻璃的抗弯强度影响最大。成核时间是影响该强度的第二大因素,其次是成核温度。结晶时间对抗弯强度的影响最小。

该团队的发现将有助于改进高炉工艺,从而生产出物理化学性能更好、缺陷更少的高质量微晶玻璃。目前,微晶玻璃制造商通过优化热处理参数,解决了因高炉矿渣添加量过高而造成的缺陷。

结果表明,750℃成核2h和930℃结晶1h是制备抗弯强度达102.2 MPa微晶玻璃的最佳工艺参数。

参考文献和进一步阅读

Erkmen,Z.,Íataklı,E.和Öveçoğlu,L.,2009年。用含有Cr2O3和TiO2核的Erdemir高炉渣制备微晶玻璃的特性和结晶动力学。应用陶瓷的进展108 (1), pp.57 - 66。https://www.researchgate.net/publication/233515475_Characterisation_and_crystallisation_kinetics_of_glass_ceramics_developed_from_Erdemir_blast_furnace_slags_containing_Cr2O3_and_TiO2_nucleants

刘铮,宗颖,侯军,2015。以电弧炉渣、石英砂和滑石为原料,在不同的MgO/ al2o3配比下制备矿渣玻璃陶瓷。应用陶瓷的进展,第1-8页。https://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1179/1743676115Y.0000000052

王勇、刘平、罗庚、刘子和曹平,2020年。高炉矿渣微晶玻璃热处理工艺的优化。高温材料与工艺欧洲杯足球竞彩,39(1),第539-544页。https://www.degruyter.com/document/doi/10.1515/htmp-2020-0059/html

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莎拉·摩尔

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莎拉·摩尔

在学习了心理学和神经科学之后,莎拉很快发现了她研究和撰写研究论文的乐趣;通过写作欧洲杯线上买球激发激情,将想法与人联系起来。

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    摩尔,莎拉。(2021年3月30日)。利用热分析和电子显微镜研究玻璃陶瓷热处理。亚速姆。于2021年11月14日从//www.wireless-io.com/article.aspx?ArticleID=20262.

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    摩尔,莎拉。“利用热分析和电子显微镜研究玻璃陶瓷热处理”。亚速姆。//www.wireless-io.com/article.aspx?ArticleID=20262. (查阅日期:2021年11月14日)。

  • 哈佛大学

    摩尔,莎拉。2021用热分析和电子显微镜研究微晶玻璃热处理. 亚速姆,2021年11月14日查看,//www.wireless-io.com/article.aspx?ArticleID=20262.

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