本文關(guān)鍵詞：晶核劑對高爐渣微晶玻璃結(jié)構(gòu)和性能的影響

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【摘要】：高爐渣是冶煉生鐵時從高爐中排出的廢渣,每生產(chǎn)1t粗鋼會產(chǎn)生0.25～0.4t高爐渣。目前主要用于生產(chǎn)水泥、混凝土和地質(zhì)聚合物等低附加值產(chǎn)品。高爐渣的主要成分為CaO Al2O3、SiO2、MgO、Fe2O3等,與CaO-Al2O3-SiO2(CAS)系微晶玻璃的成分較為接近,因此,利用高爐渣來制備微晶玻璃材料是實現(xiàn)高爐渣附加值利用的可行途徑。本文以某大型鋼鐵企業(yè)排放的高爐渣為主要原料,采用高溫熔融法制備了高爐渣質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60-80wt%的微晶玻璃,其主晶相為透輝石和鈣鋁黃長石。利用差示掃描量熱分析、X射線衍射分析、掃描電子顯微鏡等探討了CaO/SiO2質(zhì)量比、高爐渣添加量以及晶核劑種類對玻璃的熔制、微晶玻璃的晶相組成、顯微結(jié)構(gòu)以及理化性能的影響,主要得到如下研究結(jié)果：1.隨著CaO/SiO2比的增加,樣品的晶化效果趨好。當(dāng)CaO/SiO2比為1.0時,樣品能夠?qū)崿F(xiàn)整體晶化,高爐渣微晶玻璃的理化性能相對較好。2.高爐渣添加量對微晶玻璃的晶相組成、顯微結(jié)構(gòu)以及性能等有一定的影響。為了最大限度地提高高爐渣的利用率,同時滿足微晶玻璃的各項性能,高爐渣添加量為67.5wt%時綜合性能最優(yōu)。3.以CaF2或CaF2+TiO2為晶核劑時,高爐渣微晶玻璃只能表面析晶,形成晶粒粗大的鈣鋁黃長石；以CaF2+Fe2O3為晶核劑時降低了高爐渣微晶玻璃的析晶活化能,析晶向體積析晶轉(zhuǎn)變；以CaF2+Cr2O3為晶核劑時能實現(xiàn)體襁析晶,析出的晶相為短柱狀的鈣鋁黃長石和顆粒狀的透輝石。CaF2+Cr2O3三元晶核劑能有效降低高爐渣微晶玻璃的析晶活化能E, 提高晶體生長指數(shù)n,最終得到晶粒尺寸小’、結(jié)構(gòu)均勻、晶相含量高的微晶玻璃。4.本文實驗采用5wt%CaF2+lwt%Cr2O3+3wt%Fe2O3復(fù)合晶核劑,經(jīng)780℃核化1h和920℃晶化1.5h后所得微晶玻璃晶粒尺寸約100nm,抗折強度達(dá)到168MPa。
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：X757;TQ171.733
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本文編號：1243717