陕西眉县红柱石的烧结性及莫来石化机理的研究

论文摘要

红柱石是优质的耐火材料原料,红柱石质耐火材料具有优异的高温力学性能和热震稳定性,在钢铁及其它高温领域有广泛的应用。陕西眉县储存有丰富的红柱石资源,还没有大规模地开发应用,因此本论文主要研究陕西眉县红柱石的烧结性及其莫来石化机理,为它的广泛应用提供可能的理论参考。在本次实验研究中,首先配制了两种不同成分的试样,一种完全由陕西眉县红柱石原料组成（试样S1）,另一种由陕西眉县红柱石和工业氧化铝按配方构成（试样S2）,然后分别在1350℃、1450℃、1550℃温度下烧结,从而研究了烧结温度及加入氧化铝对陕西眉县红柱石烧结性和莫来石化的影响;其次,通过扫描电镜（SEM）和能谱（EDS）及X-射线衍射（XRD）等手段,分析了陕西眉县红柱石莫来石化的机理和红柱石莫来石化过程中显微结构的变化,得出下列结论: 在实验温度的范围内,试样S1表现出良好的烧结性,呈膨胀的特性;试样S2烧结不充分,表现出收缩的特性;两种试样的常温耐压强度随着烧结温度的提高而提高,二者几乎呈直线关系,而且在相同的烧结温度下,试样S1的常温耐压强度比试样S2的高。 两种试样所产生的莫来石的含量在在1450℃前随温度的升高急剧增加,此后随温度的升高略有变化;在1450℃以前,红柱石的莫来石化基本完成,此后莫来石的生成主要依靠二次莫来石化,且莫来石化产生的石英在室温时主要以非晶态的形式出现;在1450℃以前,试样的莫来石化程度对烧结温度比较敏感,此后敏感的程度降低。 两种试样的红柱石莫来石化极有可能先发生在红柱石晶粒的边界,然后向晶粒内部扩展,生成的莫来石呈条状;两种试样在1350℃的温度下烧结时,可能固相烧结起主要作用,在1450℃的温度下烧结时,可能液相烧结起主要作用,在1550℃的温度下烧结时,可能再结晶和聚集再结晶起主要作用;随着烧结温度的升高,试样的莫来石晶粒发育越完善,变得越粗大,甚至形成网络状的结构;相比较而言,在相同的条件下,试样S1的莫来石晶粒比试样S2的显得稍为粗大。

论文目录

• 1. 文献综述
• 1.1 引言
• 1.1.1 红柱石的矿产资源状况及市场行情
• 1.1.2 红柱石的物理化学性质
• 1.1.3 红柱石的特性及应用
• 1.1.4 红柱石的国内外研究现状
• 1.1.5 红柱石的应用前景
• 1.2 烧结
• 1.2.1 烧结的定义
• 1.2.2 烧结的基本类型
• 1.3 研究的可行性、研究内容、目的及意义
• 1.3.1 研究的可行性
• 1.3.2 研究的内容
• 1.3.3 研究的目的
• 1.3.4 研究的意义
• 2. 实验
• 2.1 实验方案
• 2.1.1 实验温度和保温时间
• 2.1.2 实验试样
• 2.2 实验用原料
• 2.3 实验设备
• 2.4 实验过程
• 2.4.1 实验试样的制备
• 2.4.2 性能检测
• 3. 烧结性的实验研究
• 3.1 气孔率、体积密度及烧后线、体积变化率实验结果
• 1、m₂、m₃的测定结果'>3.1.1 烧结试样的m₁、m₂、m₃的测定结果
• 3.1.2 试样S1烧结前后高度及直径尺寸的测量结果
• 3.1.3 试样S2烧结前后高度及直径尺寸的测量结果
• 3.1.4 试样在不同烧结温度下的极限压力
• 3.2 分析与讨论
• 3.2.1 烧结式样的显气孔率及体积密度
• 3.2.2 烧结试样的烧后线变化率及体积变化率
• 3.2.3 烧结试样的常温耐压强度
• 3.3 小结
• 4. 红柱石的莫来石化机理的研究
• 4.1 试样的X射线衍射图谱
• 4.1.1 红柱石原料的X射线衍射图谱
• 4.1.2 试样S1的X射线衍射图谱
• 4.1.3 试样S2的X射线衍射图谱
• 4.2 试样物相的XRD数据
• 4.2.1 红柱石原料物相的XRD数据
• 4.2.2 试样S1中物相的XRD数据
• 4.2.3 试样S2中物相的XRD数据
• 4.3 分析与讨论
• 4.3.1 定性分析与讨论
• 4.3.2 定量分析与讨论
• 4.4 小结
• 5 莫来石化过程的显微结构分析
• 5.1 试样S1的显微结构分析
• 5.1.1 试样S1的显微结构照片
• 5.1.2 对试样S1分析与讨论
• 5.2 试样S2的显微结构分析
• 5.2.1 试样S2的显微结构照片
• 5.2.2 对试样S2分析与讨论
• 5.3 小结
• 6. 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录