微晶玻璃釉的制備及晶化行為研究.pdf

1、高爐渣和粉煤灰均是我國最大宗的硅酸鹽工業(yè)固體廢棄物之一,它們的資源化再利用存在著方式單一、技術(shù)含量不高的現(xiàn)狀,因此急需尋求新的、高附加值的利用途徑。本文采用燒結(jié)法對其在新型建筑材料領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)行了研究,并利用DTA、XRD和SEM表征樣品的結(jié)構(gòu)和性能。主要研究成果和結(jié)論如下;
　　 在由60 w％粉煤灰和40%高爐渣組成的混合粉體中加入40 w%的鈉長石助熔劑可以制備微晶玻璃釉。得到的最佳微晶玻璃釉的析晶放熱峰溫度為869℃,主

2、晶相為鈣長石(CaAl2Si2O8),燒結(jié)溫度為1160℃,吸水率為零,密度為2.39 g·cm-3,維氏硬度為9.6 Gpa,熱膨脹系數(shù)為7.6x10-6K-1,且快燒適應(yīng)性較好。鈣長石微晶玻璃釉的典型結(jié)構(gòu)為大量形貌和尺寸均一的球狀晶粒(直徑為250 mm左右)均勻分布在連續(xù)的玻璃基體中。鈣長石晶體通過低溫下的“形核-生長”和高溫下的“分相”兩種方式形成,而微晶玻璃釉的主要析晶方式為表面析晶,因此根據(jù)Kissinger判據(jù)計算可知鈣長

3、石的析晶活化能為308kJ·mol-1。對鈣長石微晶玻璃釉的陶瓷適應(yīng)性研究表明,當(dāng)在廢棄物陶瓷坯體中加入1w%B2O3時,兩者的熱膨脹系數(shù)和表面張力匹配性好,得到的微晶玻璃釉釉面磚表面平整,坯釉界面在機械敲擊下不易剝離,釉面磚的綜合廢渣利用率為85 w%。
　　 高爐渣可以作為一種原材料制備白色微晶玻璃釉。在CaO-Al2O3-SiO2三元相圖鈣長石相區(qū)設(shè)計的爐渣微晶玻璃釉配方,高爐渣用量大于20w%,所得樣品具有良好的燒結(jié)性能

4、,色澤清新。白色爐渣微晶玻璃釉主晶相為鈣長石和硅灰石,其分布狀態(tài)為散亂的粒狀鈣長石晶體和短柱狀硅灰石晶體互相交織。同時,增大升溫速率和延長晶化時間均能使樣品中的鈣長石含量增加。加入一定量的TiO2可使?fàn)t渣微晶玻璃釉中只有鈣長石晶體析出,鈣長石的生長體現(xiàn)出由孤立分散的細(xì)小晶粒向長條狀轉(zhuǎn)化,最終生成連續(xù)的大片晶體的特點。而不同晶核劑種類對微晶玻璃釉的顏色、晶體組成和微觀形貌等都有很大的影響。
　　 對高爐渣和粉煤灰再利用的探索及微晶