烧结温度对陶粒支撑剂材料显微结构及力学性能的影响.pdf

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1、第35卷第2期鬣李旅VO1．35N0．22014年4月JournalofCeramicsApr．2014烧结温度对陶粒支撑剂材料显微结构及力学性能的影响周少鹏，田玉明，陈战考，李占刚1．2，柴跃生，李晓松，吕德富(1．太原科技大学材料科学与工程学院，山西太原030024；2．阳泉市长青石油压裂支撑剂有限公司，山西阳泉045200)摘要：以二级铝矾土生料为原料，锰粉、镁渣为辅料，在1250～1450℃，通过固相烧结制备了高强度陶粒支撑剂材料。通过对样品的密度、线性收缩率、显气孔率和抗压强度测试及显微结构观察，系统分析了烧结温度对样品性能的影响。结果表明：随烧结温度的提高，样

2、品密度与抗压强度都呈现出先上升后下降的趋势。当镁渣的掺入量为2wt．％，在1400oc下烧结3h后密度达N3．06g·cm-3,抗压强度达~1]271MPa，气孔率小于l％；随烧结温度提高，物相组成基本未发生变化，为刚玉、莫来石及少量钙长石相；样品在1450oC下烧结时发生变形，该复相陶瓷合适的烧结温度范围为1350～1400oC。关键词：烧结温度；陶粒支撑剂；镁渣；刚玉；莫来石中图分类号：TQ174．75文献标志码：A文章编号：1000—2278(2014)02—0154—05EffectofSinteringTemperatureontheMicrostructure

3、andMechanicalPropertyofCeramicProppantMaterialZHOUShaopenglTIANYominglCHENZhankaolLIZhanganglCAIYueshenglLIXiaosonglLVDeful，，，，，，(1．SchoolofMaterialsScienceandEngineering，TaiyuanUniversityofScienceandTechnology，Taiyuan030024，Shanxi，China；2．YangquanChangqingPetroleumFracturingProppingAgent

4、sCo．，Ltd，Yangquan045200，Shanxi，China)Abstract：Theceramsiteproppantmaterialwaspreparedbysolidphasesinteringmethodinthetemperaturerangefrom1250~1450℃withthesecondarybauxiteasmainrawmaterial，manganeseoxidepowderandmagnesiaslagasauxiliarymaterials．Theeffectofsinteringtemperatureonthepropertie

5、s(i．e．，bulkdensity，linearshrinkagerateandapparentporosity)wasinvestigated，andthemicrostructurewasanalyzed．Theresultsshowthatthebulkdensityandcompressivestrengthincreasefirstandthendecreasewiththesinteringtemperatureincreasing．Thesampledopedwith2％magnesiaslagandsinteredat1400ochasthebulkde

6、nsityof3．06g·cm～．thecompressivestrengthof271MPaandtheapparentporosityoflessthan1％．Withthesinteringtemperatureincreasing．thephasecompositionremainsessentiallyunchangedanditcontainscorundum，mulliteandasmallamountofanorthite，butthesamplesaredeformedwhilebeingsinteredat1450oC．Thesuitablesinte

7、ringtemperaturerangeofthemultiphaseceramicisbetween1350-1400oC．Keywords：sinteringtemperature；ceramicproppant；magnesiaslag；corundum；mullite0引言系，晶形常呈完好的六方柱状，集合体呈粒状，熔点约为2050℃，具有熔点高、硬度大、抗化学侵陶粒支撑[1-31是一种高强度、耐酸碱腐蚀的蚀能力强等特点；莫来石属于斜方晶系，晶粒为针球型材料，在水力压裂过程中起保持地层裂缝张状或棱柱状。刚玉一莫来石复相材