添粉煤灰基燒結(jié)及特性

））：：以回收的粉煤灰和鋁土礦添加MgO為原料低溫?zé)Y(jié)陶1450?C1450?C以上出現(xiàn)大量的交聯(lián)細長狀的晶體，從而提高了致密度度與機械強度。由于在以上有高膨脹的剛玉和尖晶石MgAl2O4形成，其線性膨脹系數(shù)略微增加。一種原煤在火電廠和工廠燃燒的副產(chǎn)品。它呈現(xiàn)了許多國家嚴(yán)重的和環(huán)境污染問 好卓越的高溫強度出色的抗熱震性和在惡劣的化學(xué)環(huán)境下表現(xiàn)出良好的化學(xué)穩(wěn)定性/膜的散熱材料和環(huán)境阻隔涂層，3：2的有一個高度穩(wěn)定的開放式結(jié)構(gòu)，它可以來生產(chǎn)的，因為它的活性二氧化硅和氧化鋁[6。最近，一些研究者已經(jīng)α—氧化鋁的廢棄物中[7–10]。在我們以前的工作中[11]，一3：2的從伴生有以原始鋁土礦作為氧化鋁來源的粉煤灰中被合成。發(fā)的，在膨脹之前實施致密化是必要的。對于純凈的，燒結(jié)助劑的使用是降低燒結(jié)溫度相當(dāng)重要的策略。一些氧化物[12–14]。氧化鎂已經(jīng)作為一種有效地輔助劑用來降低行業(yè)[12,15,16]和燃燒加工 。MgO含量對燒結(jié)特性，力學(xué)性能和熱學(xué)性粉煤灰（2號火力發(fā)電站）和天然鋁土礦粉末（中國陽泉市）被作為主要的初始原料來礦物基的[11]。堿式碳酸鎂（AR；(MgCO3)4·Mg(OH)2·5H2O；國藥化學(xué)試劑）被作為燒結(jié)添加劑的鎂源。以3：2的組成（粉煤45.87：100）為基礎(chǔ)的粉煤灰和鋁土礦的混合物，在一個聚乙1.76μm，1.13μm，1.52μm1.00~4.00μm上。2個小時。然120?C被完全干燥。之后，混合物被稍微打碎來打破塊狀，并與粘1750（5.00wt.%）160MPa。矩形棒（50mm×6mm×3~4mm）和圓柱形顆粒（25mm2~3mm）120?C充分干燥后，1300~1500?C50?C2450?C的升溫速率1?C·min-1，450?C650?C2?C·min-1，650?C到最終燒成溫度的升溫3?C·min-1450?C650?C分別進行一個小時的停留以消除天然鋁土礦中的粉煤灰，鋁土礦和它們的混合物的粒度分布被以PEG-10000（聚乙二醇；分子量；10000gmol-1）為分散劑，用激光粒度分析儀（Rise-2006型分析儀，中國濟南潤之科技國NetzschDIL402C熱膨脹儀26?C1550?C3?C·min-1的速度升溫。式計算的（ISO96931999）。h—樣品高度（m）使用FE-SEM（電子產(chǎn)品，場發(fā)射掃描電鏡JSM-6700F型）觀察燒結(jié)體的斷裂MgO4wt.%EDS微區(qū)分析（INCA300型X射線能譜儀。用同一水平熱膨脹儀在超過25—1000?C的溫度范圍時以10?C/min的速度升溫來測定（TEC10~4wt.%的燒結(jié)特性。不含氧化鎂（?。?77~1318?C（ⅱ1318~1495?C（ⅲ（1495~1550?C由于氧化鎂的存在（2wt.%4wt.%，燒結(jié)活性得到明顯的改善。一方面，氧化鎂的存在導(dǎo)致了在較高溫度范圍內(nèi)更高的收縮，尤其是在第三階段(圖1a)?；旧希?~4wt.%范圍內(nèi)增加而變大。氧化相比，氧化鎂含量為2wt.%的摻雜樣品的自我膨脹階段的溫度范圍要狹窄得多，而且轉(zhuǎn)移到溫度更低的區(qū)域，這表明了致密度得到了提升。這種變化對MgO4wt.%的更加明顯（自我膨脹階段：1290~1347?C。MgO2wt.%4wt.%的自我膨脹階（1318?C4wt.%1495?C，1405?C1347?C。另一方面，在第一次收縮和第三次在收縮階段，含有氧化鎂的樣品（2wt.%4wt.%）比不含氧化鎂的樣品（dL/dt（1b2MgO（b1500?C1550?C，樣品相比之下，含有氧化鎂的樣品在較高的溫度下表現(xiàn)出輕微的擴張（MgO在wt.%1400?C時，隨著氧化鎂含量的增加，線性收縮率和容重增加，這表明氧化鎂的存在對致密化有正面影響。然而，當(dāng)MgO4wt.%1550?C圖1（a）線性收縮率（dL/L0）和（b）以粉煤灰為基礎(chǔ)的 縮率dL/dt。圖圖3MgO（3a）1450?C3b隨著溫度的升高，孔隙率迅速下降，MgO含量也增加，這是由于因形成的含有鎂和富含硅的三元液相（MgO–Al2O3–SiO2）的量的增加所致而發(fā)生的顯著的致密化。在較低1500?C2wt.%1.490.75%4wt.%1.14±0.20%。因此，在降低溫度時，加入堿式碳酸鎂可以有3b0wt.%2.0wt.%1450?C燒結(jié)兩小時的樣品形成[20]。而且，隨著更進一步的點火，脫水一水硬鋁石(AlO(OH))（Al2O3·2SiO2·2H2O）和隨后粉煤灰中殘?zhí)嫉娜紵龑?dǎo)致了新的毛孔的形成[11,20,21]。另一 這導(dǎo)致了孔隙消除過程變緩。因此，根據(jù)在泡點測試中的Hagen–Posieuille方程[22]，盡從2.0wt.%到4.0wt.%時，發(fā)現(xiàn)平均孔徑略有下降，這表明了低粘度的液相滲透到形成3（a）以粉煤灰為基礎(chǔ)含有不同氧化鎂的在不同溫度下燒結(jié)的開孔率和（b）以粉煤灰為基礎(chǔ)含有不同氧化鎂的1450?C燒結(jié)的孔徑尺寸分布。上述結(jié)果相互支持，充分表明氧化鎂促進了粉煤灰灰化的能促進了擴散[23]。根據(jù)MgO—Al2O3—SiO2三元相圖，由于附加的氧化鎂的存在，在一個低的包晶溫度（1578?C）對剛玉——尖晶石的相場組成預(yù)期會形成低的液相[24]。此外，預(yù)先存在的，如堿金屬氧化物（甚至低氧化鈉或者氧化鉀水平，原料中的堿土金屬氧化物進一步降低了這個包晶溫度和促進形成了顯著水平的低液，圖4顯示了在選定的溫度以粉煤灰為基礎(chǔ)的 壓強為19.0MPa到氧化鎂含量為1–4%，壓強為23.0–24.0MPa時，抗彎強度值則略有變大在1450?C可以發(fā)現(xiàn)強度明顯增加而且氧化鎂含量也增（尤其是從0到2wt.%0，1，24wt.%27.16±2.26,34.7140.281.4442.74±1.28MPa1500?C可以觀察到在強度和氧化鎂含量之間類似的 52wt.%52wt.%1300~1500?CHF5HF腐蝕之前在觀察到的裂縫表面被提出。在用高嶺土和鎂粉合成多孔莫來石的過程中也發(fā)現(xiàn)了粗大的毛孔[26]1300?C很難檢測到任何晶體（5b1400?C晶體成長起來，而且嵌在非晶相中（5d1500?C，這些細長的晶體度降低了液相富硅的粘度，激發(fā)更快的擴散和反應(yīng)形成各向異性的晶體。圖6演示了在HF腐蝕前后不同氧化鎂含量的 在1450?C燒結(jié)的SEM顯微照e，（比如1wt.%。從圖6a中可以看出，在氧化鎂含量為0wt.%時，一個多孔微結(jié)構(gòu)形成了。氧化鎂含量為1wt.%時，樣品較密集，包含了小數(shù)量的毛孔（圖6c。氧化鎂含量為4wt.%時，一個更加密集的顯微結(jié)構(gòu)形成了。此外， 取決于氧化鎂的含量。氧化鎂含量為0wt.%時，觀察到有非常精細的 氧化鎂含量的增加（圖6b，d和f，更加細長的具有常規(guī)分界面的 鎖微觀結(jié)構(gòu)，尤其當(dāng)氧化鎂為4wt.%時。添加了氧化鎂和高能量但是表面 的組態(tài)而使得邊界與{110}晶面平行[27]。由于液相中生長不足的地點，大的 4wt.%的氧化鎂的晶體被EDS分析（1）.對于不含氧化鎂的樣品，Mg，Al和Si0.53wt.%，79.89wt.%19.58wt.%。在某些位置，檢測到含量極高的鋁，鋁和硅之比大約為4.08（3Al2O3·2SiO2）2.88。這是因為原子核通過液相過快的增長造成了晶體內(nèi)的鋁土礦衍生的氧化鋁被包圍住。這和另一個結(jié)果類似[28]。氧化鎂含wt.%相比，它們在鎂含量上略微富裕點，而且可以得出結(jié)論，氧化鎂鎂進入的晶格里圖5在15vol%HF溶液酸蝕20min之前和之后，氧化鎂含量為2wt.%的以礦物為基礎(chǔ)的樣（a1300?C（b1300?C（c）（d）1400?C（e）1500?C（f）1500?C圖圖 在15vol%HF溶液酸蝕20min之前和之后，不同氧化鎂含量的以粉煤灰為基礎(chǔ)在1450?C燒結(jié)兩小時的SEM顯 （a）0（b）0（c）1存在和高溫都產(chǎn)生高的密度；（2）大的緊湊型互鎖棒狀晶體的微觀結(jié)構(gòu)是氧化鎂存在的結(jié)果。經(jīng)歷了晶界斷裂，斷裂面積增加，裂縫吸收了的能量。作為結(jié)果，可以觀察到聯(lián)鎖細長的圖7顯示了 在1300~1500?C燒結(jié)后的線性熱膨脹系數(shù)（LTEC）與不同氧化1300?C1400?C1450?C氧化鎂的存在稍微增加了LTEC。X圖8顯示了 樣品與含量0~4wt.%的氧化鎂在1300~1500?C燒結(jié)的XRD圖譜。8a， [29,30]。在1450?C以上， 是唯一的結(jié)晶相。氧化鎂含量為1wt.%時（圖8b，在 ，α—氧化鋁和α—堇青石。在1400?C，α—堇青石 晶體和鎂豐富的液相。剛玉相在1300?C和1400?C出現(xiàn)，然后因為化反應(yīng)，在1400?C以上 了。在1400~1500?C以上， 氧化鎂含量為2wt.%時（圖8c， ，α—氧化鋁和α—堇青石在1300?C和1350?C出現(xiàn)，然后在1400?C 了。從1300?C到1350?C，剛玉相的峰值強度逐漸減小因為它 化而溶解了，但是在1400?C稍微增加而且140~1500?C仍被檢測到。根據(jù)MgO–Al2O3–SiO2相圖，由于氧化鎂的存在，與3：2 氧化硅和較低的氧化鋁的液相，這導(dǎo)致了在非均衡條件下冷卻的過程中形成了α—氧化1300?C1350?C1400?C1500?C1500?C，作為主要階段，剛玉和被檢測到而尖晶石MgAl2O4作為次要階段。從MgO–Al2O3–SiO2相圖作為含有鎂鋁的硅酸鹽液體脫?；慕Y(jié)果，尖晶石MgAl2O4晶體形成了[15]。在包晶轉(zhuǎn)換點之上，，α—氧化鋁和液相被期望形成。在包晶轉(zhuǎn)換點之下，，尖晶石和液體應(yīng)該存在。因此，在冷卻時，非平衡態(tài)的，α—線性膨脹系數(shù)的變化可能與相組成有關(guān)。在1300?C，線性膨脹系數(shù)稍微減小歸因于具有低線性膨脹系數(shù)的α—堇青石（25~1000?C1.0~2.0×10?6K?1）的生成。在1400?C~1500?CMgAl2O4（在10?6K?1晶體的生長消耗低膨脹石英玻璃（在200~1000?C為0.5×10?6）圖圖7以粉煤灰為基礎(chǔ) 圖圖 （a）MgO（b）wt.%（c