钙镁铝硅系微晶玻璃析晶性能.doc

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1、沈阳建筑大学毕业论文毕业论文题目CaO对CaO-MgO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃析晶性能的影响研究学院专业班级材料学院无机非金属工程10-04班学生姓名陈肖性别女指导教师徐长伟职称教授年月日目录摘要IAbstractII目录1第一章绪论41.1微晶玻璃概述41.1.1微晶玻璃及其显微结构41.1.2微晶玻璃研究现状及发展趋势61.2CAS系微晶玻璃的概述71.2.1烧结法CAS系微晶玻璃的制备工艺71.2.2微晶玻璃的烧结过程分析71.3CMAS系微晶玻璃的概述81.4尾矿微晶玻璃研究现状和发

2、展趋势91.5建筑微晶玻璃的制备方法101.6微晶玻璃中的氧化钙(CaO)的概述121.6.1氧化钙(CaO)的结构121.6.2氧化钙(CaO)的性能特点121.6.3氧化钙(CaO)的应用121.7微晶玻璃的热处理制度的概述131.7.1一次烧结法概述131.7.2一次烧结法与传统方法比较131.8选题依据及研究内容141.8.1选题依据141.8.2研究内容14第二章试验原材料与方案设计162.1实验原材料162.2实验设备192.3实验理论依据202.4实验流程202.5试验方案设计及微晶玻

3、璃的制备212.5.1微晶玻璃的化学组成设计212.5.2备料232.5.3基础玻璃熔制242.5.4差热分析242.5.6微晶玻璃的制备282.6尾矿微晶玻璃性能测试282.6.1尾矿微晶玻璃起始烧结温度和起始析晶温度的测定282.6.2微晶玻璃物理性能测试292.6.2微晶玻璃化学性能测试302.6.3X射线衍射分析302.6.4显微形貌分析30第三章试验结果与分析323.1氧化钙的不同掺量对微晶玻璃析晶的影响323.1.1氧化钙的掺量对微晶玻璃起始烧结温度和起始析晶温度的影响333.1.2氧化

4、钙的掺量对微晶玻璃核化、晶化温度的影响353.1.3氧化钙的掺量对微晶玻璃主晶相和析晶率的影响373.2氧化钙掺量对微晶玻璃物理化学性能的影响383.2.1氧化钙的掺量对微晶玻璃表观密度的影响383.2.2氧化钙的掺量对微晶玻璃耐酸性的影响393.2.3氧化钙的掺量对微晶玻璃微观形貌结构的影响39第四章技术经济分析424.1技术分析424.2经济分析43第五章结论与展望445.1结论445.2展望44参考文献46致谢49附录一50附录二56摘要本文以铜尾矿为主要原料，石灰石、白云石、纯碱、砂岩以及分

5、析纯Al2O3为校正原料，CaF2为助熔剂，TiO2和Cr2O3为晶核剂，采用一次烧结法制备尾矿微晶玻璃，通过9组平行实验设计，研究了基础玻璃中氧化钙的含量变化对微晶玻璃主晶相组成、析晶温度和微观形貌等析晶性能以及表观密度、耐酸性等理化性能的影响。本实验结合CaO-A12O3-SiO2三元系统相图，初步确定C:A:S的大致组成范围，进而根据目标主晶相确定相应的C:M:A:S的百分比和铜尾矿化学组成确定基础玻璃配料组成范围，在此基础上，通过大量水淬析晶实验，确定尾矿微晶玻璃主要组分的最佳含量配方，并调

6、节CaO的含量确定9组微晶玻璃的平行试验配料。通过对9组基础玻璃进行差热分析，确定三级热处理制度，在此制度下制备微晶玻璃。采用排水法测得微晶玻璃的表观密度，并通过XRD和SEM测试手段研究了微晶玻璃的物相组成和显微结构，分析了微晶玻璃烧结析晶性能及试样理化性能随CaO含量的变化规律。研究结果表明：在氧化钙掺量10%~26%之间，随着CaO含量增多，起始烧结温度和起始析晶温度均呈下降趋势，当CaO掺量为26%时，起始烧结温度为820℃，起始析晶温度为860℃，且烧结温度范围变窄，当CaO的掺量增至22

7、%时，烧结温度范围降至40℃；随着CaO含量增多，微晶玻璃试样的表观密度增大，当CaO的掺量为10%时表观密度最小为2.55kg/m3，耐酸性也逐渐提高，CaO的掺量为26%时耐酸性最高达99.01%；改变基础玻璃中CaO含量不会改变微晶玻璃的主晶相和次晶相，主晶相为透辉石，次晶相为硅灰石，但晶相含量会随着组分中CaO的增大而增加，且体系中晶粒形貌结构由柱状过渡为棒状最后变成针状，晶粒尺寸明显减小，同时结构致密。关键词：铜尾矿；微晶玻璃；CaO；析晶温度；表观密度AbstractInthispape

8、r,thecoppertailingsasamainrawmaterial,limestone,dolomite,analysisofsodaash,sandstoneandpureAl2O3correctionfortherawmaterial,CaF2asfluxingagent,TiO2andCr2O3asnucleationagent,thepreparationoftailingglassceramicsproducedbyoncesinteringmeth