粉煤灰耐磨微晶玻璃的研究.pdf

1、隨著電力工業(yè)的不斷發(fā)展，粉煤灰的排放量也日益增多，其大量堆放，占用大量耕地，污染環(huán)境，但它卻是一種具有較高資源價值的物質。由于粉煤灰含有大量SiO2、Al2O3等氧化物，人們開始利用粉煤灰為主要原料來制備微晶玻璃，生產出高附加值的產品，主要作為建筑裝飾材料。到目前為止，對粉煤灰微晶玻璃已經研究了很多，包括成分組成、熱處理制度、燒結過程、析晶機理等方面，相關技術和理論已經相對比較成熟。但是對粉煤灰微晶玻璃在耐磨領域的應用研究卻鮮有報導，為

2、了擴大粉煤灰微晶玻璃的應用范圍，本論文對粉煤灰耐磨微晶玻璃進行了研究。
　　在大量調研和理論分析的背景下，借助于CaO-Al2O3-SiO2三元相圖，選擇初始配料點落在硅灰石相區(qū)內，利用燒結法制備了微晶玻璃試樣。采用X射線衍射、電子探針-能譜方法研究了微晶玻璃玻璃基體和晶相的組成。采用顯微維氏硬度計和電子萬能試驗機測試了其顯微硬度和抗彎強度。采用差熱分析方法研究了其析晶動力學。采用磨損試驗機研究了其在磨粒磨損條件下的耐磨性能和磨損

3、機理。
　　XRD結果表明，其主晶相為硅灰石，但是同時也出現(xiàn)了次晶相鈣長石，由于鈣長石不具備良好的耐磨性能，結合CaO-Al2O3-SiO2三元相圖對配方進行了優(yōu)化，使粉煤灰的質量分數(shù)由50％減少到40%，得到了以單一硅灰石為晶相的粉煤灰微晶玻璃，晶體呈塊狀，大小約為3~10μm，顯微硬度達848.56HV0.1，抗彎強度為152.40MPa。
　　在Johnson-Mehl-Avrami(JMA)模型的基礎上，運用Kiss

4、inger法和Augis-Bennett法計算得到的析晶活化能基本一致，約為504.7KJ/mol，且以k(Tp)判據(jù)來判斷基礎玻璃的穩(wěn)定性，即隨著升溫速率的升高，k(Tp)的值也相應的增加，表明玻璃的穩(wěn)定性減弱，玻璃的析晶能力增強。
　　在磨粒磨損初期，其磨損機理為多次塑變磨粒機理、微觀斷裂磨損機理及微觀切削磨損機理共同起作用，玻璃相磨損比較嚴重，此階段磨損量較大；隨著磨損時間的延長，其磨損機理沒有變化，但是裸露的晶相增多，起到