本文關(guān)鍵詞：自蔓延高溫合成鋁酸鈣粉體的機理研究

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【摘要】：本論文以Al_2O_3、MO_2、Al和CaCO_3為原料,利用自蔓延高溫合成法制備鋁酸鈣粉體。通過熱力學(xué)計算,分析了反應(yīng)的絕熱溫度,反應(yīng)自由能及初始條件對合成鋁酸鈣粉體的影響。在熱力學(xué)計算的基礎(chǔ)上,討論了MO_2-Al-CaCO_3-Al_2O_3體系各個反應(yīng)發(fā)生的可能性;用燃燒波淬熄法(CFQ)對自蔓延高溫合成鋁酸鈣的形成機理進行了研究,在一個被淬熄的試樣中保留著有關(guān)反應(yīng)過程中相轉(zhuǎn)變和顯微組織轉(zhuǎn)變的所有信息;采用X射線衍射(XRD)對合成產(chǎn)物進行物相組成分析;利用差示掃描量熱分析-熱重分析(DSC-TG)測量了MO_2-Al-CaCO_3-Al_2O_3體系在反應(yīng)過程中的熱效應(yīng);采用場發(fā)射掃描電子顯微鏡(FESEM)觀察了燃燒合成產(chǎn)物和q 熄試樣的微觀組織結(jié)構(gòu),并用能譜儀(EDS)對微區(qū)成分進行分析。分析結(jié)果表明,鋁酸鈣粉體的自蔓延高溫合成的反應(yīng)過程可以用固相擴散機制來描述�？梢缘玫絊HS合成反應(yīng)始于MO_2分解釋放的氧氣和熔化的Al進行氧化反應(yīng)生成Al_2O_3,CaCO_3發(fā)生熱分解生成CaO,隨著反應(yīng)溫度的升高,通過鈣離子的擴散作用,CaO與Al_2O_3反應(yīng)優(yōu)先生成中間相C12A7,隨著反應(yīng)的進行,生成的C12A7先后轉(zhuǎn)化為CA2和CA,隨著溫度的升高,CA2也會轉(zhuǎn)化為CA;最后,自蔓延高溫合成產(chǎn)物由CA2和CA組成。另外,原料配比對燃燒合成產(chǎn)物的物相組成具有重要的影響,結(jié)果表明:MO_2-Al-CaCO_3-Al_2O_3體系,自蔓延高溫合成的產(chǎn)物主要為CA2和CA,以及少量的C12A7和Al。而MO_2-Al-Al_2O_3體系的燃燒合成產(chǎn)物中無Al的存在,當(dāng)MO_2、Al_2O_3和Al的配比中隨A1_2O_3含量增加時,燃燒合成產(chǎn)物為CA和CA2,以及少量的C12A7。再者,當(dāng)Al_2O_3/(Al_2O_3+CaO)(mole)為0.55時,即MO_2、Al_2O_3和Al的配比為37.50:53.13:9.38(質(zhì)量比)時,燃燒合成產(chǎn)物只有CA和CA2。
【學(xué)位授予單位】：西安建筑科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TQ132.32
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本文編號：1200329