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SiO2微硅粉加入量对尖晶石材料烧结性能的影响
上线日期:2019-08-28 08:35:34

SiO2微硅(silicon)粉加入量对尖晶石材料烧结(把粉状物料转变为致密体的过程)性能的影响
由微硅(silicon)粉对尖晶石材料体积(volume)密度(单位:g/cm3或kg/m3)、显气孔率和线变化率的影响。可知,1000℃和1200℃烧后的线变化率随微硅粉加入量的增加变化不明显,显气孔率和体积密度变化也不大,而在1500℃烧后,随微硅粉含量的增加,试样收缩增大,显气孔率下降(descend),体积密度增加。
这是由于在1000℃烧后,由于尖晶石材料内基本无物相反应,烧结(把粉状物料转变为致密体的过程)程度较低,所以显气孔率和体积(volume)密度(单位:g/cm3或kg/m3)变化不大。微硅粉也叫硅灰或称凝聚硅灰,是铁合金在冶炼硅铁和工业硅(金属硅)时,矿热电炉内产生出大量挥发性很强的SiO2和Si气体,气体排放后与空气迅速氧化冷凝沉淀而成。它是大工业冶炼中的副产物,整个过程需要用除尘环保设备进行回收,因为密度较小,还需要用加密设备进行加密。在1200℃烧后,试样内虽有少量尖晶石生成,但SiO2的烧结作用使得试样基本没有体积膨胀(inflate),所以试样的显气孔率和体积密度变化也不明显。在1500℃时,由于烧结程度相对较高,体积收缩较大,所以显气孔率降低(reduce),体积密度增大。
由添加1% 微硅(silicon)粉的试样在不同温度(temperature)烧后的XRD图谱可知,在1000℃烧后,试样中有MgO物相存在,而在1200℃烧后MgO含量减少,到1500℃烧后已无MgO。这是因为试样在1200℃烧后,少量MgO与Al2O3反应生成了尖晶石,而尖晶石的生成有6.9%的体积(volume)膨胀(inflate),但由于外加的硅粉在1200℃温度下与试样中的Al2O3和MgO等开始生成低熔点硅酸盐(XSiO3)液相,试样开始烧结(把粉状物料转变为致密体的过程),出现了体积收缩,抵消了尖晶石生成引起的体积膨胀。
在1500℃烧后,试样中虽有一定量的尖晶石生成,但SiO2微粉与Al2O3和MgO等生成了一定量的低熔点硅(silicon)酸盐液相,烧结(把粉状物料转变为致密体的过程)程度提高,试样整体发生收缩。微硅粉也叫硅灰或称凝聚硅灰,是铁合金在冶炼硅铁和工业硅(金属硅)时,矿热电炉内产生出大量挥发性很强的SiO2和Si气体,气体排放后与空气迅速氧化冷凝沉淀而成。它是大工业冶炼中的副产物,整个过程需要用除尘环保设备进行回收,因为密度较小,还需要用加密设备进行加密。微硅粉区别于国内顶尖的H系硅微粉:从指标上来说,二者有很多相同之处,也有很多不同之处。具体来说,H系硅微粉与微硅粉的化学成分基本上是相同的,主要成分都是二氧化硅,而且杂质里都含有氧化钠、氧化钙,氧化镁,氧化铁,氧化铝等。只不过H系硅微粉的含硅量比较高,基本都在99%以上,而微硅粉的含硅量一般都在80-92%,94%以上都属于很不常见的。随着试样中SiO2微硅粉加入量的增加,低熔点硅酸盐(XSiO3)液相量增加,试样收缩增大。因此,在不过多增加尖晶石材料高温液相量的情况下, SiO2微硅粉的添加量为1%较适宜。(SiO2微硅粉即活性硅灰)

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