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刚玉质自流渗浆浇注料浆体的流变特性

耐火材料 doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2006.05.005

研究了α-Al2O3微粉加入量(15%、17%、20%、22%)、纳米α-Al2O3加入量及分散剂种类(聚羧酸酯醚FJ-I、聚丙烯酸盐FJ-II和六偏磷酸盐SHP)、加入方式(单独或复合加入)和加入量等对刚玉质自流渗浆浇注料浆体流变特性的影响.结果表明:随着刚玉质自流渗浆浇注料浆体中α-Al2O3微粉含量的增加,浆体的粘度先逐渐降低,并在α-Al2O3微粉含量为20%时粘度最小,而当α-Al2O3微粉含量达22%时,粘度又略有增大;单独加入FJ-I、FJ-II或SHP能降低不含纳米α-Al2O3浆体的粘度,但超过一定量后浆体的粘度又升高;单独使用FJ-II、SHP或FJ-I时,含纳米α-Al2O3的浆体的粘度增大;采用复合分散剂能有效地改善含纳米α-Al2O3的浆体的流变特性;对α-Al2O3微粉用量为20%、纳米α-Al2O3加入量≤1.5%的体系,采用0.3%FJ-II+1.5%FJ-I的复合分散剂,浆体粘度小且呈宾汉姆流体特征.

关键词: 刚玉质浇注料 , 自流渗浆 , 粘度 , 流变特性 , 纳米α-Al2O3 , 分散剂

沉淀法制备纳米氧化铬粉体的影响因素

李素平 , 贾晓林 , 孙绍基 , 钟香崇

人工晶体学报

以Cr(NO3)3·9H2O为原料,以氨水为沉淀剂,聚乙二醇为分散剂,采用沉淀法制备了纳米Cr2O3粉体.研究了反应物浓度、分散剂用量、晶种、煅烧温度及保温时间等因素对合成纳米Cr2O3粉体晶粒度的影响,用场发射扫描电镜(FE-SEM)、X射线衍射仪(XRD)和比表面积测试仪(BET)等手段对其进行表征.结果表明:随反应物浓度(0.2～0.6 mol/L)的增加,纳米Cr2O3粉体的晶粒度增加;在反应物溶液中加入适量的分散剂及用加入1wt%的分散剂的去离子水洗涤前驱体,所得的纳米Cr2O3粉体的晶粒度减小;加入晶种有利于纳米Cr2O3粉体晶体的发育;随煅烧温度的升高及保温时间的延长,纳米Cr2O3粉体的晶粒度增加.在反应物浓度为0.4 mol/L、晶种加入量为1%、分散剂加入量为3%、煅烧温度为450 ℃及保温时间为1 h时可以得到晶粒度为20～50 nm,分散良好的纳米Cr2O3粉体.

关键词: 沉淀法 , 纳米Cr2O3 , 影响因素 , 表征

水热法合成α-Al2O3粉体的工艺因素研究

尚学军 , 李素平 , 贾晓林 , 钟香崇

耐火材料 doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2008.06.010

以工业Al(OH)3为起始原料,以α-Al2O3纳米粉为晶种,以KBr作为矿化剂,采用水热法制备了α-Al2O3粉体,利用正交设计法研究了水热反应体系的固含量和pH值、α-Al2O3纳米粉加入量、KBr浓度、填充度以及反应温度和保温时间等工艺因素对合成产物中α-Al2O3含量的影响,试验得出并验证了最优方案,分析了采用最优方案合成产物的显微结构.结果表明:1)各因素对α-Al2O3产率的影响程度从大到小的顺序为:水热温度、纳米α-Al2O3加入量、KBr浓度、固含量、pH值、保温时间、填充度,且随水热温度的升高、纳米α-Al2O3加入量的增加以及pH值的降低,α-Al2O3产率逐渐增加;2)最优方案为:固含量5%,水热温度390 ℃,纳米α-Al2O3加入量5%,pH值5,保温时间4 h,填充度30%,KBr浓度1.0 mol·L-1;3)采用最优方案合成出的产物中α-Al2O3含量达100%,并且α-Al2O3晶体发育比较完善,呈六棱柱状.

关键词: 水热合成 , α-Al2O3 , 工艺因素 , 正交设计

硅砖的研究进展及应用

李素平 , 张慧敏 , 李丙文 , 徐恩霞

耐火材料 doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2015.03.020

综述了硅砖的研究进展及应用；其中，主要总结了硅砖所用原料的种类、矿化剂的选择以及添加物对硅砖性能的影响，并介绍了硅砖的应用及潜在的发展方向。

关键词: 硅砖 , 原料 , 矿化剂 , 添加物 , 应用

TiO2 在煤矸石碳热还原氮化过程中的作用

李素平 , 孙洪巍 , 钟香崇

耐火材料 doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2005.06.006

以煤矸石、炭黑为原料,分别加入0、2%、4%、6%、8%、10%、15%和20%的TiO2,组成的不同试样在流动氮气中进行热处理,热处理温度分别是1350 ℃、1400 ℃、1450 ℃、1500 ℃、1550 ℃,保温时间为6 h,测定热处理后试样的质量损失率,借助XRD、SEM和EDS等手段,分析热处理后试样的物相组成、显微结构和微区成分,研究引入TiO2对煤矸石还原氮化的作用.结果表明:TiO2的加入有利于煤矸石还原氮化转变成β-SiAlON,并能促进β-SiAlON晶粒的生长发育.这也许是因为TiO2的加入有利于莫来石及SiO2分别还原氮化为X相及Si2N2O,Si2N2O与Al2O3固溶形成O'-SiAlON;最后X相和O'-SiAlON转变成β-SiAlON;多余的TiO2可以被还原氮化为耐火度高、耐磨性好的TiN.TiO2的最佳加入量为4%.

关键词: 二氧化钛 , 煤矸石 , 碳热还原氮化 , β-SiAlON

β-SiAlON-TiN结合刚玉复合材料的高温力学性能

赵芳 , 李素平 , 钟香崇

耐火材料 doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2005.06.009

设定β-SiAlON 的z值为3,采用铝热还原氮化TiO2合成TiN,调整TiO2加入量分别为0、5%、10%、15%,在1500 ℃保温5 h氮化反应烧结制备出TiN含量分别为0、4%、8%、12%的β-SiAlON-TiN结合刚玉复合材料,并研究了此复合材料的热态抗折强度(400～1400 ℃)和不同温差下(ΔT=200～1350 ℃)水冷1次的抗热震性.结果表明:TiN的生成降低了材料的显气孔率,显著提高了材料的抗折强度,这是由于TiN的颗粒弥散增强作用,其中TiN含量为8%试样的热态抗折强度最高.β-SiAlON-TiN结合刚玉复合材料残余强度保持率(ΔT=1100 ℃)略低于β-SiAlON结合刚玉复合材料,但两者保持在同一水平(50%～60%).

关键词: β-SiAlON-TiN结合刚玉 , 复合材料 , 热态抗折强度 , 抗热震性

C-Si复合还原氮化合成矾土基β-SiAlON

郭艳芹 , 李素平 , 钟香崇

耐火材料 doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2006.05.009

设计β-SiAlON的z值为3,以68%的生矾土(粒度≤0.074 mm,烧后Al2O3含量约68%)、13%的硅粉(粒度≤0.021 mm)和19%的炭黑(粒度≤5 μm)为原料混合均匀后,装入坩埚中,在氮化炉中分别于1100 ℃、1200 ℃、1300 ℃、1350 ℃、1400 ℃、1450 ℃、1500 ℃和1550 ℃氮化处理6 h后,测氮化后试样的质量变化率,并借助XRD、SEM及EDS等手段,同时研究了C-Si复合还原氮化合成矾土基β-SiAlON的反应过程.研究结果表明:(1)采用C-Si复合还原氮化的试样,在1100～1200 ℃时主要是Si与氮气和SiO2反应生成的Si2N2O;1300～1400 ℃时,C开始参与还原氮化反应,体系中开始有β-SiAlON生成;1450～1550 ℃时,β-SiAlON量逐渐增多,1500 ℃达到最大值.(2)与单一采用C、Si的试样相比,采用C-Si复合还原氮化的试样生成的β-SiAlON含量相对高,结晶形貌相对较好.

关键词: 铝矾土 , β-SiAlON , 炭黑 , 硅粉 , 还原氮化反应

金属在耐火材料中的应用研究进展

李文凤 , 李素平 , 钟香崇

耐火材料 doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2015.01.019

介绍了金属在耐火材料中的应用及研究进展，包括其在耐火材料中所起的塑性相成型，促进烧结，增韧基体和抗氧化等作用，以及由金属原位合成的非氧化物对耐火材料强度、抗热震性和抗侵蚀性的改善作用，并对这些作用机制进行了概述。

关键词: 金属 , 耐火材料 , 塑性相成型 , 烧结助剂 , 抗氧化剂

溶液生长ZnO一维纳米阵列及其复合纳米结构的研究进展

张正国 , 李素平 , 方晓明

材料导报

对溶液生长ZnO一维纳米阵列的研究进展进行了评述,分析了晶种制备和溶液生长过程中各工艺因素对阵列微观形貌的影响,并介绍了在溶液中通过控制定点成核并利用有机基团调控ZnO晶体生长习性的合成路线用于构筑ZnO复合纳米结构的最新研究,指出了溶液生长ZnO一维纳米阵列和构筑复合结构中存在的问题及今后的研究方向.

关键词: 一维纳米阵列 , 复合纳米结构 , ZnO , 溶液法