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纳米氧化锆增韧刚玉质陶瓷蓄热体的性能研究

耐火材料 doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2010.01.014

以板状刚玉细粉、活性α-Al2O3微粉为主要原料,脱硅锆或不同Y2O3含量的纳米ZrO2为添加剂, CMC为结合剂,在200 MPa液压压力下半干法压制成型,经1 550 ℃ 2 h烧成,制备了刚玉质陶瓷蓄热体试样,检测烧后试样的常温抗折强度、常温耐压强度、抗热震性,并借助SEM分析了其显微结构.结果表明:引入纳米ZrO2与引入脱硅锆相比,纳米ZrO2作为第二相粒子弥散分布于刚玉质陶瓷蓄热体的内部,提高了其强度和抗热震性;纳米ZrO2的增韧效果与其引入时的晶型有关,引入的ZrO2全部为立方晶型时不能发生相变增韧,仅发生微裂纹增韧,增韧效果小,而引入的ZrO2存在适量四方和单斜晶型时通过相变增韧和微裂纹增韧的共同作用提高了刚玉质陶瓷蓄热体的韧性.

关键词: 纳米氧化锆 , 增韧 , 刚玉 , 陶瓷蓄热体

ZrO2和TiO2对刚玉质陶瓷蓄热体热震稳定性的影响

吴锋 , 李志坚 , 霍琳 , 曲殿利 , 唐建平 , 李心慰 , 徐娜

硅酸盐通报

采用板状刚玉(＜0.044 mm)、活性氧化铝(d50=1.7 μm)为主要原料,CMC为结合剂,分别制备了无添加剂、添加TiO2、添加ZrO2以及复合添加ZrO2和TiO2 4种刚玉质陶瓷蓄热体试样;试样经1550℃保温2 h热处理后,检测了其热震稳定性、显气孔率和热膨胀系数.结果表明:与无添加剂和单独添加TiO2、单独添加ZrO2的刚玉质陶瓷蓄热体试样相比,复合添加ZrO2和TiO2的刚玉质陶瓷蓄热体试样的热震稳定性显著提高,其原因是:ZrO2的马氏体相变产生微裂纹增韧、钛酸铝(AT)与刚玉的线膨胀系数差形成微裂纹增韧及AT的线膨胀系数低三者协同增韧的机制显著提高了刚玉质陶瓷蓄热体试样的热震稳定性.

关键词: 氧化锆 , 氧化钛 , 刚玉 , 热震稳定性 , 协同增韧

热交换器不锈钢传热板片的腐蚀失效原因

时军波 , 陈立宗 , 丁宁 , 徐娜 , 郭卫民 , 臧启山 , 胡志文

腐蚀与防护 doi:10.11973/fsyfh-201601017

利用扫描电子显微镜、能量色散X射线谱、X射线衍射等技术手段,对某公司热交换器中不锈钢传热板片的腐蚀穿孔现象进行了分析.结果表明,腐蚀破坏均发生在传热板片波纹槽的凸面上,且处于相邻板片间的交叉触点处.腐蚀产物中检测到氯元素和硫元素含量较高.缝隙腐蚀和氯离子引起的点蚀是引起传热板片失效的主要原因.

关键词: 传热板 , 304不锈钢 , 缝隙腐蚀 , 点蚀

用海娜花天然染料为敏化剂制备纳米TiO2太阳能电池

郝洪顺 , 杨阳 , 秦磊 , 王丽君 , 胡志强 , 刘贵山

人工晶体学报

以无水乙醇为溶剂,从海娜花中提取天然染料,用其作为敏化剂制备了纳米TiO2太阳能电池.采用高效液相色谱-二极管阵列检测器(HPLC-DAD)对天然染料组成进行分析,用紫外-可见(UV-Vis)吸收光谱对不同pH值下的海娜花染料进行测试,并对其敏化的纳米TiO2太阳电池进行光电性能分析.结果表明:海娜花天然染料主要成分为指甲花醌、木犀草素,次要成分为类胡萝卜素、叶绿素a及芹菜素等;在中性(原始pH值)条件下,在可见光区约420 nm、470 nm、670 nm处有吸收峰,在紫外光区约340 nm处有吸收峰;在碱性条件下,由于指甲花醌、木犀草素、芹菜素等酚羟基质子解离,紫外吸收峰发生红移并且吸收强度增加;在酸性条件下叶绿素a失去卟啉环中的镁成为脱镁叶绿素,主要吸收峰都在420 nm和670 nm左右;在pH =5时,海娜花天然染料作为敏化剂制备的纳米TiO2太阳能电池的光电性能比较好,开路电压为0.39 V、短路电流密度为0.66 mA·cm-2、填充因子为0.60、光电转换效率为0.15％,400nm处IPCE为1.7％.

关键词: TiO2 , 海娜花 , 染料敏化太阳能电池 , pH值 , 光电性能

复合添加氮化钛和铝粉对镁碳砖高温性能的影响

徐娜 , 李志坚 , 吴锋 , 李心慰 , 张玲 , 李志辉

耐火材料 doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2011.05.002

首先研究了氮化钛(TiN)加入量(分别外加质量分数1％、2％和3％)对镁碳砖高温性能的影响,然后在确定其加入量的基础上研究了复合加入TiN和Al对镁碳砖高温抗折强度、抗氧化性和抗渣侵蚀性等高温性能的影响,并分析了渣蚀后试样的化学组成及物相变化.结果表明:镁碳砖中外加TiN的质量分数以不超过2％为宜；TiN和Al复合加入到镁碳砖中,可使镁碳砖的高温抗折强度、防氧化效果和抗渣侵蚀性等高温性能均有很大提高,且以复合外加2％质量分数TiN和1％质量分数Al的镁碳砖试样综合高温性能最佳.

关键词: 复合添加剂 , 镁碳砖 , 高温抗折强度 , 抗氧化性 , 抗渣侵蚀性 , 氮化钛 , 铝粉

用菱镁矿碎矿生产烧结镁砂的试验研究

周宝余 , 李志坚 , 吴锋 , 金一鸣 , 徐娜

耐火材料 doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2015.02.015

为了提高菱镁矿资源的有效利用率,将块度小于20 mm的废弃菱镁矿碎矿分别破碎成粒度5～3、3～1和≤1 mm的颗粒和≤0.088 mm的细粉,分别与5％(w)的轻烧镁粉(≤0.088mm)和4％(w,外加)的结合剂混合,经压球、高温(1 800℃)煅烧等工序制成烧结镁砂,通过研究菱镁矿碎矿粒度配比、结合剂种类(分别为MgCl2溶液、纸浆废液和水)和成型压力(分别为45、135、225、250和300 MPa)对煅烧或烘干后试样致密度的影响.结果表明:将菱镁矿碎矿破碎成≤0.088 mm的细粉,与轻烧镁粉按95∶5的质量比配料,采用MgCl2溶液与纸浆废液按3∶1质量比混合的复合结合剂,按250 MPa成型压力压球后,在1 800℃保温5h煅烧制备的烧结镁砂,理化指标达到了国标中MS96牌号烧结镁砂的要求.

关键词: 菱镁矿碎矿 , 压球 , 煅烧 , 烧结镁砂

金纳米粒子-过氧化聚吡咯-碳纳米管复合膜修饰电极同时测定对苯二酚和邻苯二酚

于浩 , 徐娜 , 高小玲 , 金君

分析化学 doi:10.11895/j.issn.0253-3820.160112

将多壁碳纳米管(MWCNTs)滴涂于复合陶瓷碳电极(CCE)表面,采用电化学方法在碳纳米管表面逐层沉积过氧化聚吡咯(OPPy)和金纳米粒子(AuNPs),制得金纳米粒子-过氧化聚吡咯-多壁碳纳米管复合膜修饰电极(AuNPs-OPPy-MWCNTs/CCE)。采用扫描电镜和电化学方法对修饰电极进行了表征。在0.10 mol/L PBS (pH 7.0)缓冲溶液中研究了对苯二酚(HQ)和邻苯二酚(CC)在修饰电极上的电化学行为。结果表明,修饰电极对HQ和CC的电极过程具有良好的电化学响应和区分效应。基于此建立了一阶导数伏安法同时测定HQ和CC的方法,HQ和CC的线性范围均为2.0×10^-7~1.0×10^-4 mol/L,检出限分别为6.0×10^-8 mol/L和8.0×10^-8 mol/L(S/N=3)。模拟水样中的加标回收率分别为96.2%~99.8%(HQ)和96.0%~100.0%,表明本方法具有良好的实用性。

关键词: 金纳米粒子 , 过氧化聚吡咯 , 多壁碳纳米管 , 对苯二酚 , 邻苯二酚

中间包用环保型镁质干式料的研究

吴锋 , 李志坚 , 王继虓 , 李心慰 , 徐娜 , 游杰刚

耐火材料 doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2012.01.014

为了解决目前广泛使用的酚醛树脂结合的镁质干式料危害环境和工人健康的问题,首先通过对比单独使用酚醛树脂、葡萄糖、水玻璃、柠檬酸为结合剂的干式料的脱模强度,初步确定以葡萄糖代替酚醛树脂作为环保型干式料的结合剂；然后与酚醛树脂结合的干式料对比,研究了以不同比例的葡萄糖和水玻璃为复合结合剂的干式料低温、中温、高温处理后的性能指标.结果表明:用5％(w)葡萄糖+1％(w)水玻璃复合结合剂代替酚醛树脂制备干式料,低温和高温处理后干式料的性能与酚醛树脂结合的基本相同,中温性能优于酚醛树脂结合的,复合结合剂试样产生的烟气明显少于酚醛树脂结合的,可以达到环保的目的,是一套可行方案.

关键词: 干式料 , 中间包 , 镁质 , 环保型结合剂 , 葡萄糖

石墨加入量对低碳镁碳砖性能的影响

李心慰 , 李志坚 , 曲殿利 , 吴锋 , 徐娜

硅酸盐通报

通过检测含有2％～14％石墨镁碳砖1400℃的高温抗折强度、1500℃的热膨胀系数、1000℃×2h煅烧后的抗氧化性,比较低碳镁碳砖与传统镁砖的性能差异,研究了石墨加入量对低碳镁碳砖性能的影响.结果表明:在有2％ Al存在的情况下,低碳镁碳砖高温抗折强度与石墨加入量无关;石墨加入量为6％时,可保证低碳镁碳砖具有较优良的抗剥落性及抗氧化性.

关键词: 低碳镁碳砖 , 石墨 , 高温抗折强度 , 抗剥落性 , 抗氧化性