DOC《反应烧结法制备Al2O3-CaO-SiO2-MgO系复合材料》

2 The main components of iron tailings glass-ceramic composite from experimental design 成分 SiO2 FeO Fe2O3 CaO MgO Al2O3 R2O B2O3 Sb2O3 晶核剂(TiO2+Cr2O3) 其它 含量/% 50~60 2~3 2~5 8~13 3~10 4~9 3~8 0~2 0.5~1 2~6 ―― 2.实验 2.1实验原料与实验仪器 实验所采用的主要原料:本溪南芬铁尾矿粉(主体成分如表1所示);

Al2O3(分析纯);

CaCO3(分析纯);

MgO(分析纯);

Na2O(分析纯);

B2O3(分析纯);

Sb2O3(分析纯);

TiO2(分析纯);

Cr2O3(分析纯)等. 实验所应用的主要仪器:坩埚;

高温炉;

研钵;

压样机(配磨具);

X射线衍射仪(XRD);

材料试验机等. 2.2实验方案 实验设计制定的Al2O3-CaO-SiO2-MgO系微晶玻璃复合材料产品制备工艺流程如图1所示,其主体工艺说明如下: (1)根据铁尾矿成分设计的Al2O3-CaO-SiO2-MgO系微晶玻璃复合材料产品成分配料与混料;

(2)熔融:将混料装入刚玉坩埚内,放入高温电阻炉中1500℃熔制1h;

(3)水淬:从高温电阻炉中取出坩埚,将玻 璃熔体倒入冷水中淬成玻璃颗粒,烘干待用;

(4)成型:将水淬玻璃颗粒研磨成玻璃粉末,并将研磨后的玻璃粉末筛分后装入模具中压制成型;

(5)烧结与晶化:将压制成型的玻璃粉末放入高温电阻炉中升温至由差热分析仪确定的核化温度750℃条件下保温1h后在晶化温度860℃条件 下保温1h[13,14];

(6)切割与抛光:将晶化后的微晶玻璃复合材料产品切割后抛光成样. 图1 微晶玻璃复合材料产品制备工艺流程图 Fig.1 The preparation technological process of glass-ceramic composite 3. 实验结果及讨论 3.1 试样XRD分析 Al2O3-CaO-SiO2-MgO系微晶玻璃复合材料产品的X射线衍射图如图2所示,由图2可知,实验成功制备了微晶玻璃复合材料产品试样,其主晶相为透辉石相,此外还含有一定量的硅灰石相. 图2 实验试样XRD图Fig.2 XRD pattern of experimental sample 3.2 试样性能分析 表3 铁尾矿微晶玻璃复合材料产品主要性能表 Table

3 The main properties of iron tailings glass-ceramic composite 物理指标 微晶玻璃样品 国家标准 GB/T9966-2001 弯曲强度/MPa >70 >30 体积密度(g/cm3) ~2.7 ―― 抗酸性/%