添粉煤灰基烧结及特性

））：：以回收的粉煤灰和铝土矿添加MgO为原料低温烧结陶1450◦C1450◦C以上出现大量的交联细长状的晶体，从而提高了致密度度与机械强度。由于在以上有高膨胀的刚玉和尖晶石MgAl2O4形成，其线性膨胀系数略微增加。一种原煤在火电厂和工厂燃烧的副产品。它呈现了许多国家严重的和环境污染问 好卓越的高温强度出色的抗热震性和在恶劣的化学环境下表现出良好的化学稳定性/膜的散热材料和环境阻隔涂层，3：2的有一个高度稳定的开放式结构，它可以来生产的，因为它的活性二氧化硅和氧化铝[6。最近，一些研究者已经α—氧化铝的废弃物中[7–10]。在我们以前的工作中[11]，一3：2的从伴生有以原始铝土矿作为氧化铝来源的粉煤灰中被合成。发的，在膨胀之前实施致密化是必要的。对于纯净的，烧结助剂的使用是降低烧结温度相当重要的策略。一些氧化物[12–14]。氧化镁已经作为一种有效地辅助剂用来降低行业[12,15,16]和燃烧加工 。MgO含量对烧结特性，力学性能和热学性粉煤灰（2号火力发电站）和天然铝土矿粉末（中国阳泉市）被作为主要的初始原料来矿物基的[11]。碱式碳酸镁（AR；(MgCO3)4·Mg(OH)2·5H2O；国药化学试剂）被作为烧结添加剂的镁源。以3：2的组成（粉煤45.87：100）为基础的粉煤灰和铝土矿的混合物，在一个聚乙1.76µm，1.13µm，1.52µm1.00~4.00µm上。2个小时。然120◦C被完全干燥。之后，混合物被稍微打碎来打破块状，并与粘1750（5.00wt.%）160MPa。矩形棒（50mm×6mm×3~4mm）和圆柱形颗粒（25mm2~3mm）120◦C充分干燥后，1300~1500◦C50◦C2450◦C的升温速率1◦C·min-1，450◦C650◦C2◦C·min-1，650◦C到最终烧成温度的升温3◦C·min-1450◦C650◦C分别进行一个小时的停留以消除天然铝土矿中的粉煤灰，铝土矿和它们的混合物的粒度分布被以PEG-10000（聚乙二醇；分子量；10000gmol-1）为分散剂，用激光粒度分析仪（Rise-2006型分析仪，中国济南润之科技国NetzschDIL402C热膨胀仪26◦C1550◦C3◦C·min-1的速度升温。式计算的（ISO96931999）。h—样品高度（m）使用FE-SEM（电子产品，场发射扫描电镜JSM-6700F型）观察烧结体的断裂MgO4wt.%EDS微区分析（INCA300型X射线能谱仪。用同一水平热膨胀仪在超过25—1000◦C的温度范围时以10◦C/min的速度升温来测定（TEC10~4wt.%的烧结特性。不含氧化镁（ⅰ）977~1318◦C（ⅱ1318~1495◦C（ⅲ（1495~1550◦C由于氧化镁的存在（2wt.%4wt.%，烧结活性得到明显的改善。一方面，氧化镁的存在导致了在较高温度范围内更高的收缩，尤其是在第三阶段(图1a)。基本上，在0~4wt.%范围内增加而变大。氧化相比，氧化镁含量为2wt.%的掺杂样品的自我膨胀阶段的温度范围要狭窄得多，而且转移到温度更低的区域，这表明了致密度得到了提升。这种变化对MgO4wt.%的更加明显（自我膨胀阶段：1290~1347◦C。MgO2wt.%4wt.%的自我膨胀阶（1318◦C4wt.%1495◦C，1405◦C1347◦C。另一方面，在第一次收缩和第三次在收缩阶段，含有氧化镁的样品（2wt.%4wt.%）比不含氧化镁的样品（dL/dt（1b2MgO（b1500◦C1550◦C，样品相比之下，含有氧化镁的样品在较高的温度下表现出轻微的扩张（MgO在wt.%1400◦C时，随着氧化镁含量的增加，线性收缩率和容重增加，这表明氧化镁的存在对致密化有正面影响。然而，当MgO4wt.%1550◦C图1（a）线性收缩率（dL/L0）和（b）以粉煤灰为基础的 缩率dL/dt。图图3MgO（3a）1450◦C3b随着温度的升高，孔隙率迅速下降，MgO含量也增加，这是由于因形成的含有镁和富含硅的三元液相（MgO–Al2O3–SiO2）的量的增加所致而发生的显著的致密化。在较低1500◦C2wt.%1.490.75%4wt.%1.14±0.20%。因此，在降低温度时，加入碱式碳酸镁可以有3b0wt.%2.0wt.%1450◦C烧结两小时的样品形成[20]。而且，随着更进一步的点火，脱水一水硬铝石(AlO(OH))（Al2O3·2SiO2·2H2O）和随后粉煤灰中残碳的燃烧导致了新的毛孔的形成[11,20,21]。另一 这导致了孔隙消除过程变缓。因此，根据在泡点测试中的Hagen–Posieuille方程[22]，尽从2.0wt.%到4.0wt.%时，发现平均孔径略有下降，这表明了低粘度的液相渗透到形成3（a）以粉煤灰为基础含有不同氧化镁的在不同温度下烧结的开孔率和（b）以粉煤灰为基础含有不同氧化镁的1450◦C烧结的孔径尺寸分布。上述结果相互支持，充分表明氧化镁促进了粉煤灰灰化的能促进了扩散[23]。根据MgO—Al2O3—SiO2三元相图，由于附加的氧化镁的存在，在一个低的包晶温度（1578◦C）对刚玉——尖晶石的相场组成预期会形成低的液相[24]。此外，预先存在的，如碱金属氧化物（甚至低氧化钠或者氧化钾水平，原料中的碱土金属氧化物进一步降低了这个包晶温度和促进形成了显著水平的低液，图4显示了在选定的温度以粉煤灰为基础的 压强为19.0MPa到氧化镁含量为1–4%，压强为23.0–24.0MPa时，抗弯强度值则略有变大在1450◦C可以发现强度明显增加而且氧化镁含量也增（尤其是从0到2wt.%0，1，24wt.%27.16±2.26,34.7140.281.4442.74±1.28MPa1500◦C可以观察到在强度和氧化镁含量之间类似的 52wt.%52wt.%1300~1500◦CHF5HF腐蚀之前在观察到的裂缝表面被提出。在用高岭土和镁粉合成多孔莫来石的过程中也发现了粗大的毛孔[26]1300◦C很难检测到任何晶体（5b1400◦C晶体成长起来，而且嵌在非晶相中（5d1500◦C，这些细长的晶体度降低了液相富硅的粘度，激发更快的扩散和反应形成各向异性的晶体。图6演示了在HF腐蚀前后不同氧化镁含量的 在1450◦C烧结的SEM显微照e，（比如1wt.%。从图6a中可以看出，在氧化镁含量为0wt.%时，一个多孔微结构形成了。氧化镁含量为1wt.%时，样品较密集，包含了小数量的毛孔（图6c。氧化镁含量为4wt.%时，一个更加密集的显微结构形成了。此外， 取决于氧化镁的含量。氧化镁含量为0wt.%时，观察到有非常精细的 氧化镁含量的增加（图6b，d和f，更加细长的具有常规分界面的 锁微观结构，尤其当氧化镁为4wt.%时。添加了氧化镁和高能量但是表面 的组态而使得边界与{110}晶面平行[27]。由于液相中生长不足的地点，大的 4wt.%的氧化镁的晶体被EDS分析（1）.对于不含氧化镁的样品，Mg，Al和Si0.53wt.%，79.89wt.%19.58wt.%。在某些位置，检测到含量极高的铝，铝和硅之比大约为4.08（3Al2O3·2SiO2）2.88。这是因为原子核通过液相过快的增长造成了晶体内的铝土矿衍生的氧化铝被包围住。这和另一个结果类似[28]。氧化镁含wt.%相比，它们在镁含量上略微富裕点，而且可以得出结论，氧化镁镁进入的晶格里图5在15vol%HF溶液酸蚀20min之前和之后，氧化镁含量为2wt.%的以矿物为基础的样（a1300◦C（b1300◦C（c）（d）1400◦C（e）1500◦C（f）1500◦C图图 在15vol%HF溶液酸蚀20min之前和之后，不同氧化镁含量的以粉煤灰为基础在1450◦C烧结两小时的SEM显 （a）0（b）0（c）1存在和高温都产生高的密度；（2）大的紧凑型互锁棒状晶体的微观结构是氧化镁存在的结果。经历了晶界断裂，断裂面积增加，裂缝吸收了的能量。作为结果，可以观察到联锁细长的图7显示了 在1300~1500◦C烧结后的线性热膨胀系数（LTEC）与不同氧化1300◦C1400◦C1450◦C氧化镁的存在稍微增加了LTEC。X图8显示了 样品与含量0~4wt.%的氧化镁在1300~1500◦C烧结的XRD图谱。8a， [29,30]。在1450◦C以上， 是唯一的结晶相。氧化镁含量为1wt.%时（图8b，在 ，α—氧化铝和α—堇青石。在1400◦C，α—堇青石 晶体和镁丰富的液相。刚玉相在1300◦C和1400◦C出现，然后因为化反应，在1400◦C以上 了。在1400~1500◦C以上， 氧化镁含量为2wt.%时（图8c， ，α—氧化铝和α—堇青石在1300◦C和1350◦C出现，然后在1400◦C 了。从1300◦C到1350◦C，刚玉相的峰值强度逐渐减小因为它 化而溶解了，但是在1400◦C稍微增加而且140~1500◦C仍被检测到。根据MgO–Al2O3–SiO2相图，由于氧化镁的存在，与3：2 氧化硅和较低的氧化铝的液相，这导致了在非均衡条件下冷却的过程中形成了α—氧化1300◦C1350◦C1400◦C1500◦C1500◦C，作为主要阶段，刚玉和被检测到而尖晶石MgAl2O4作为次要阶段。从MgO–Al2O3–SiO2相图作为含有镁铝的硅酸盐液体脱玻化的结果，尖晶石MgAl2O4晶体形成了[15]。在包晶转换点之上，，α—氧化铝和液相被期望形成。在包晶转换点之下，，尖晶石和液体应该存在。因此，在冷却时，非平衡态的，α—线性膨胀系数的变化可能与相组成有关。在1300◦C，线性膨胀系数稍微减小归因于具有低线性膨胀系数的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晶体的生长消耗低膨胀石英玻璃（在200~1000◦C为0.5×10−6）图图7以粉煤灰为基础 图图 （a）MgO（b）wt.%（c