烧结法制备微晶玻璃过程中晶化和致密化两种典型的关系

探索与交流文章编号：1001-9642(2007)08—0038—04烧结法制备微晶玻璃过程中晶化和致密化两种典型的关系陆雷，张乐军，赵莹，王浩(南京工业大学，南京210009)【摘要】：以钢渣和粉煤灰为主要原料，采用烧结工艺，制得以透辉石为主晶相的微晶玻璃；通过热分析、x射线衍射、收缩率、扫描电镜等分析方法，阐述了烧结过程中晶化和致密化的关系；详细说明了由于在微晶玻璃热处理过程中二者发生的先后顺序不同，而使微晶玻璃结构和性质不同。【关键词】：微晶玻璃，烧结，晶化，致密化引言将钢渣和粉煤灰等固体废物利用起来，不仅能解决环境污染和对土地不必要的占用等问题，而且能实现废物的资源化；本课题结合钢渣和粉煤灰化学成分互补的特点一钢渣中钙的含量高，粉煤灰中硅和铝的含量较高；而且钢渣中Fe，0含量较高，Fe，0是一种晶核剂，再结合烧结工艺一利用水淬后玻璃颗粒比表面积大的优点，因此可以不再添加晶核剂就能制备出微晶玻璃。通过对烧结过程中析晶量的测定和烧结体显微结构及性能的分析，讨论了热处理过程中晶化和烧结这两个既相联系又相互矛盾的过程。从理论上说晶化和烧结在先后顺序上可分三种情况，即先晶化后烧结、先烧结后晶化、烧结和晶化同时进行，将详细说明在烧结法制备微晶玻璃过程中，前两种情况发生的过程。1试验1．1试验原料试验中的主要原料钢渣、粉煤灰和砂岩分别来自上海宝钢集团、南京下关发电厂和南京九华山矿厂，其化学成分如表1所示。其它微量原料如下所示：澄清剂：硝酸钡，分析纯上海振欣试剂厂助熔剂：碳酸钠，分析纯上海虹光化工厂补充成分：氧化镁，分析纯汕头市西陇化工厂经过多组成分优化试验，确定2种基础玻璃的化学组成如表2。1．2玻璃的熔制与水淬准确称量并混合均匀各种原料，将配合料至于刚玉坩埚中，在温度为1450~的硅钼棒电炉中熔制两个小时。为了使玻璃液更加均匀，在保温一个小时的时候进行搅料，最后将熔制好的玻璃液迅速倒入水中淬冷，得到经过水淬的玻璃颗粒，将其干燥、保存备用。1．3玻璃颗粒的制备与成型收稿日期：2OO7—6—2538l中匿静瓷e晰l螅c5RAe柏∞{踊期将干燥的玻璃颗粒在行星磨上研磨，使其能过200目筛，制得所需的玻璃粉。向玻璃粉中加入2％质量分数10％的PVA粘结剂，造粒，于25MPa的压力下压制成型，制成素坯。1．4玻璃的热重分析以O【一A1，O为参比物，将过200目筛的水淬玻璃颗粒在