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化学结合法低温制备氧化铝泡沫陶瓷的研究

化学结合法低温制备氧化铝泡沫陶瓷的研究
化学结合法低温制备氧化铝泡沫陶瓷的研究

CBN磨具陶瓷结合剂

目录 摘要〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃 1 1.前言〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃 1 2.CBN磨具陶瓷结合剂性能〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃 2 2.1耐火度〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃2 2.2本征强度〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃2 2.3热膨胀系数〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃3 2.4润湿性〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃4 3. 目前的制约因素〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃 5 4.CBN砂轮结合剂的分类〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃 5 4.1树脂结合剂CBN砂轮〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃6 4.2金属结合剂CBN砂轮〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃6 4.3陶瓷结合剂砂轮〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃7 5、CBN磨具陶瓷结合剂在超硬工具上的应用〃〃〃〃〃〃〃8 6、CBN陶瓷结合剂对高速砂轮强度的影响〃〃〃〃〃〃〃〃9 7、金属Al粉对CBN磨具陶瓷结合剂性能的影响〃〃〃〃9 7.1、不同烧成温度下Al粉对磨具强度的影响〃〃〃〃〃〃9 8、应用推广的前景〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃10 9.结束语〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃11 10.参考文献:〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃12

CBN磨具陶瓷结合剂 摘要本文简单概述了CBN的结构与性能特点,对近年来有关CBN砂轮陶瓷结合剂的研究进展作了较详细的综述,指出了低熔点、高强度陶瓷结合剂是CBN砂轮陶瓷结合剂的发展趋势,阐述了CBN砂轮陶瓷结合剂实质上就是碱硼硅玻璃结合剂,其中硼酸盐系结合剂因具有低熔点、高强度的特性,使之成为了研究的重点。还介绍了玻璃的特性,和陶瓷结合剂的简介以及玻璃结合剂的特点及加工工艺。 关键词立方氮化硼(CBN);陶瓷结合剂;纳米氧化物; 1.前言 随着我国政治稳定,经济建设快速发展,作为世界制造业中心的地位日益凸现。如何逐步缩小与世界工业发达国家的差距,使经济增长由资源消耗型加速转变为高效节能型上来,走一条具有中国特色的,可持续发展的道路。就磨削领域来说,陶瓷结合剂CBN磨具所具有的高质量、高精度、高效率、低消耗、低成本、低污染、自动化程度高等优异性能,是其他磨削工具无法比拟的。保护环境是我们的基本国策,陶瓷结合剂CBN磨具,从它的原材料生产过程,磨具的制造过程,磨具的使用过程,对资源和能源的消耗都是极低的,属于节能型的高科技产品,非常适合我国现阶段及长远发展。在工业发达国家,陶瓷结合剂磨具的应用发展非常迅速,每年都以40%以上的速度增长。但是据不完全统计,我国的增长速度仅为20%左右,因此,我国的陶瓷CBN磨具拥有广阔的发展空间。

氧化铝陶瓷的制备与应用

论文题目:氧化铝陶瓷的制备与应用 学院:材料科学与工程学院 专业班级:材料化学2班 学号:20090488 姓名:王杰 日期:2011-10-19

氧化铝陶瓷的制备与应用 摘要:氧化铝陶瓷是用途最广泛的陶瓷材料中的一种,它可用作机器及设备制造中的耐腐蚀材料、化工专业中的抗腐蚀材料、电工及电子技术中的绝缘材料、热工技术中的耐高温材料以及航空、国防等领域中的某些特种材料。 Abstract: the alumina ceramics is the most widely use of one of the ceramic material, it can be used as the machine and equipment manufacture of corrosion resistant material, chemical corrosion materials in the professional, electrical and electronic technology of thermal insulation materials, high temperature resistant materials and technologies in the aerospace, defense, etc to some of the special material. 关键词:氧化铝陶瓷耐磨性机械强度耐化学腐蚀 Keywords: alumina ceramics Wear resistance Mechanical strength Chemical corrosion-resistant 氧化铝陶瓷是一种用途广泛的陶瓷。因为其优越的性能,在现代社会的应用已经越来越广泛,满足于日用和特殊性能的需要。[1] 1.硬度大经中科院上海硅酸盐研究所测定,其洛氏硬度为HRA80-90,硬度仅次于金刚石,远远超过耐磨钢和不锈钢的耐磨性能。 2.耐磨性能极好经中南大学粉末冶金研究所测定,其耐磨性相当于锰钢的266倍,高铬铸铁的171.5倍。根据我们十几年来的客户跟踪调查,在同等工况下,可至少延长设备使用寿命十倍以上。

拜耳法氧化铝生产中的有机物

拜耳法氧化铝生产中的有机物 有机物的积累和危害是大多数拜耳法氧化铝厂必须面对的问题。溶液中有机物含量较高时,其所产生的负面影响往往是多方面的,工厂的产量、产品质量及其它技术经济指标将因此受到严重影响。文献[1]报道,仅澳大利亚每年由于有机物造成的氧化铝产量损失就达130万吨。某些有机物的存在使生产砂状氧化铝变得困难。因此,有机物问题成为氧化铝生产中的主要研究方向之一。国外就拜耳法生产中有机物的行为、对生产过程的影响及其排除方法等进行了长期的、大量的研究,取得了重要进展。 我国大多数氧化铝厂采用混联法或烧结法生产,有机物的影响很小或完全不存在。平果铝业公司氧化铝厂是我国目前唯一的采用纯拜耳法生产的工厂,投产较晚,原矿中的有机物含量也较低,有机物的影响需继续观察和研究。我国在“九五”期间进行的中、低品位铝土矿选矿研究取得了重大的进展,但除原矿中部分有机物进入精矿外,还有一定数量的浮选药剂被带入精矿,这种浮选药剂在拜耳法生产中的行为及其影响如何,尚未见诸文献报道,非常值得重视。 一、拜耳法溶液中的有机物 拜耳法溶液中的有机物主要来自铝土矿,絮凝剂、消泡剂、脱水剂等添加剂也会带入少量有机物。但据文献报道,其数量和影响均较小。铝土矿中的有机碳含量通常为0.1-0.3%,但亦可低至0.03%或高达0.6%(某些地表矿)。热带铝土矿中有机碳含量较高,一般为0.2~0.4%,而一水硬铝石型铝土矿中

的含量则较低,通常为0.1%。南美、非洲、澳大利亚铝土矿中的有机物含量较高,而欧洲、俄罗斯和中国的大多数铝土矿有机物含量较低。 铝土矿中的有机物分为腐殖质和沥青两种[2]。腐殖质主要成分为木质素转变的产物—腐殖酸。腐殖质成分复杂,其平均元素组成为,%:58%C,36%O2,4%H2,2%N2及其它杂质。腐殖质易溶于碱液。沥青中的C和H含量比腐殖质中的高,实际上不溶于碱液。据文献[3],铝土矿高压溶出时,腐殖质几乎全部溶入溶液,而沥青的溶出率不高于10%,在赤泥浆液稀释及沉降分离过程中,又全部析出进入赤泥。Jose G. Pulperiro等[4]报道,在铝土矿溶出条件下,60-90%的腐殖质溶解于强苛性碱溶液中,生成腐殖酸钠。不溶解的腐殖质是由于被铝土矿中不溶的无机物结合或吸附。 虽然原矿中有机物的含量一般不高,在铝土矿溶出时也非全部进入溶液,但由于种分母液与洗液是循环的,拜耳法流程中的有机物会逐渐积累,直至达到进出平衡为止。溶液中有机物的平衡浓度主要取决于铝土矿中有机物的含量及其组成,也与溶出条件等有关。一般情况下,拜耳溶液中有机碳含量为7-15g/L,在极端情况下可达25g/L[5]。文献[6]报道,处理热带铝土矿的德国施塔德氧化铝厂的溶出液中,有机碳含量甚至高达34g/L。 Β. Α. Зинченко[7]早期所作的乌拉尔氧化铝厂有机物的平衡表明:随铝土矿(一水硬铝石型)进入流程的有机物占全部有机物的88.5%,其余11.5%来自面粉(当时用作赤泥絮凝剂),而赤泥排走的有机物占全部有机物总量的83%,仅有17%进入溶液。进入溶液中的有机物主要随苏打结晶(据有关资料,苏打结晶中有机碳含量达0.5~1.5%)和氢氧化铝排出,二者分别占原矿中有机物总量的5.7%和4.5%,按对进入溶液中的有机物总量计算,则分别占33.5%和26.5%,其余则随苏打苛化后的石灰渣、蒸发母液等

低温烧结氧化铝陶瓷

文章编号:1671-3559(2007)01-0017-03 收稿日期:2006-10-30 基金项目:山东省自然科学基金(Y2006F5);济南市科技明星 计划(50119) 作者简介:史国普(1981-),男,内蒙古商都人,硕士生;王 志 (1962-),山东莱西人,博士,教授,硕士生导师。 低温烧结氧化铝陶瓷 史国普,王 志,侯宪钦,孙 翔,俎全高,徐秋红 (济南大学材料科学与工程学院,山东济南250022) 摘 要:选用CaO-MgO-SiO 2(CMS)和TiO 2两种添加剂来降低氧化铝陶瓷的烧结温度。通过设计正交试验讨论烧结助剂和烧结温度对氧化铝陶瓷的相对密度的影响规律,并用扫描电子显微镜观察了不同配方氧化铝陶瓷的显微结构。结果发现:C MS 质量分数为6%、TiO 2质量分数为1%、烧结温度为1500e 时氧化铝陶瓷的相对密度98.71%。同时晶体发育比较均匀,没有出现晶体的异常长大和二次再结晶现象。 关键词:Al 2O 3陶瓷;相对密度;添加剂;晶体中图分类号:T B321 文献标识码:A 氧化铝陶瓷熔点高,硬度高,且有优良的热稳定性和化学稳定性,是优异的工程陶瓷材料之一。但其离子键较强,从而导致其质点扩散系数低(Al 3+ 在1700e 时扩散系数仅10-11c m 2#s -1)、烧结温度较高。例如99氧化铝陶瓷的烧结温度可高达近1800e 。如此高的烧结温度将促使晶粒长大,残余气孔聚集长大,导致材料力学性能降低,同时也造成材料气密性差,且对窑炉耐火砖的损害较大。因此,降低氧化铝陶瓷的烧结温度,降低能耗,缩短烧成周期,减少窑炉和窑具损耗,从而降低生产成本,一直是企业所关心和急需解决的重要课题。对于陶瓷材料而言,一般采用两种途径来降低其烧结温度[1] :一是通过获得超细颗粒、无团聚、以及分散均匀的良好烧结活性的粉体来达到降低烧结温度的目的;二是添加适量的烧结助剂,以达到促进材料致密化并且在低温烧结的目的。其中烧结助剂又分为两类[2]:一类是与氧化铝生成固熔体,例如TiO 2、Cr 2O 3、MnO 2等;另一类是能生成液相,例如:高岭土、CaO 、MgO 、SiO 2等。降低烧成温度而促进Al 2O 3的烧结,对于烧结助剂的作用机理已形成共识。因此这种方法在陶瓷 领域的工业生产中被广泛采用[3]。 Kwon 和Singh 等[4-5] 分别以MgO-Al 2O 3-SiO 2 和CaO-Al 2O 3-SiO 2玻璃为烧结助剂,分析并阐述了Al 2O 3陶瓷溶解-沉淀过程的动力学和烧结机理。然而两种烧结助剂对Al 2O 3陶瓷的液相烧结激活能均较高,致密化效果不好。溶解-沉淀为液相烧结中的主要过程,它对致密化的贡献与基体在液相中的溶解度有关,溶解度越大则致密化程度越高[6] 。由相图可得Al 2O 3在CaO-MgO-SiO 2中的溶解度远大于其在MgO -Al 2O 3-SiO 2和Ca O -Al 2O3-SiO 2玻璃中的溶解度[1]。但是仅用CaO-MgO-SiO 2作为烧结助剂,Al 2O 3陶瓷的致密度只能达到95%左右,而且致密烧结温度较高。因此本文中以商业高纯的A -Al 2O 3为原料,通过添加CaO-MgO-SiO 2和TiO 2两种复合烧结助剂来降低陶瓷的烧结温度。 1 实验原料及方法 实验主要原料为A -Al 2O 3(纯度99.8%,平均粒径6.5L m),CaO-MgO-SiO 2玻璃相(C MS)分别按30B 9B 21的质量比称量混合,TiO 2(纯度99%,平均粒径2.7L m)。将各个含量的烧结助剂和粉料一起用高纯的氧化铝小球湿磨48h,烘干,加入PVA 造粒,然后在50MPa 条件下压力成型,最后分别在1450e 、1500e 、1550e 的温度下烧结,保温3h 后,炉冷至室温。 利用Archimedes 法测量试样的体积密度。计算样品相对密度时,分别以3.98g #cm -3 、2.69g #c m -3 、 4.26g #cm -3 为A -Al 2O 3、CMS 、TiO 2的理论密度。用SE M(HI TACHI S-2500,日本日立公司)观察试样的断口形貌以及结晶情况。 第21卷第1期2007年1月 济南大学学报(自然科学版) J OURNAL OF UNIVE RSITY OF JINAN (Sci.&Tech 1) Vol.21 No.1 Jan.2007

拜耳法生产氧化铝

书山有路勤为径,学海无涯苦作舟 拜耳法生产氧化铝 所谓“拜耳法”系奥地利化学家K·J·Bayer 于1887 年发明的处理优质铝土矿 制取氧化铝的一种方法。拜耳法就是用含有大量游离苛性碱的循环母液处理铝 土矿,溶出其中的氧化铝得到铝酸钠溶液,往铝酸钠溶液中添加氢氧化铝晶 种,经过一定时间的搅拌分解就可以析出氢氧化铝,分解母液经蒸发后用于溶 出下一批铝土矿。拜耳法生产中经常用到苛性比、硅量指数、循环效率、晶 种系数等概念。拜耳法就是用碱溶出铝土矿中的氧化铝。工业上把溶液中以NaAlO2 和NaOH 形式存在的Na2O 叫做苛性碱(记作Na2Ok),以Na2CO3 形式存在的Na2O 叫做碳酸碱(记作Na2Oc),以Na2CO4 形式存在的Na2O 叫做硫酸碱(记作Na2O),所有形态的碱的总和称做全碱(记作Na2Ot)。苛性比就是铝酸钠溶液中的Na2Ok 与Al2O3 的摩尔比,记作αko。美国习惯用铝酸钠溶液中的Al2O3 与Na2Ok 的质量比表示,符号A/N。硅量指数指铝酸钠溶液中的Al2O3 与SiO2 含量的比,符号A/S。循环效率指铝酸钠溶液中的1t Na2O 在一次拜耳法循环中产出的Al2O3 的量(t),用E 表示。它表明碱的利 用率的高低。晶种系数(种子比)指添加晶种氢氧化铝中的Al2O3 数量与分解原液中的Al2O3 数量之比。分解离指分解出氢氧化铝中的Al2O3 数量占精液中所含Al2O3 数量之比。计算式为:η=(1-αa/αm)×100%式中αa,αm-分别表示分解精液和分解母液的苛性比值。拜耳法生产包括四个过程:(1)用 αk=3.4的分解母液溶出铝土矿中的氧化铝,使溶出液的αk=1.6~1.5;(2)稀释溶出液,洗涤分离出精制铝酸溶液(精液);(3)精液加晶种分解;(4) 分解母液蒸发浓缩至苛性碱的浓度达到溶出要求(230~280g/L)。拜耳法生产 氧化铝的工艺流程如图1 所示。图1 拜耳法生产氧化铝的工艺流程铝土矿的溶出是拜耳法的关键工序。铝土矿中的三水铝石在140℃就很快地溶入苛性碱

氧化铝陶瓷制作工艺

氧化铝陶瓷介绍 来自:中国特种陶瓷网发布时间:2005-8-3 11:51:15 氧化铝陶瓷制作工艺简介 氧化铝陶瓷目前分为高纯型与普通型两种。高纯型氧化铝陶瓷系Al2O3含量在99.9%以上的陶瓷材料,由于其烧结温度高达1650—1990℃,透射波长为1~6μm,一般制成熔融玻璃以取代铂坩埚:利用其透光性及可耐碱金属腐蚀性用作钠灯管;在电子工业中可用作集成电路基板与高频绝缘材料。普通型氧化铝陶瓷系按Al2O3含量不同分为99瓷、95瓷、90瓷、85瓷等品种,有时Al2O3含量在80%或75%者也划为普通氧化铝陶瓷系列。其中99氧化铝瓷材料用于制作高温坩埚、耐火炉管及特殊耐磨材料,如陶瓷轴承、陶瓷密封件及水阀片等;95氧化铝瓷主要用作耐腐蚀、耐磨部件;85瓷中由于常掺入部分滑石,提高了电性能与机械强度,可与钼、铌、钽等金属封接,有的用作电真空装置器件。其制作工艺如下: 一粉体制备: 郑州玉发集团是中国最大的白刚玉生产商,和中科院上海硅酸盐研究所成立玉发新材料研究中心研究生产多品种α氧化铝。专注白刚玉和煅烧α氧化铝近30年,因为专注所以专业,联系QQ2596686490,电话156390七七八八一。 将入厂的氧化铝粉按照不同的产品要求与不同成型工艺制备成粉体材料。粉体粒度在1μm?微米?以下,若制造高纯氧化铝陶瓷制品除氧化铝纯度在99.99%外,还需超细粉碎且使其粒径分布均匀。采用挤压成型或注射成型时,粉料中需引入粘结剂与可塑剂,?一般为重量比在10—30%的热塑性塑胶或树脂?有机粘结剂应与氧化铝粉体在150—200℃温度下均匀混合,以利于成型操作。采用热压工艺成型的粉体原料则不需加入粘结剂。若采用半自动或全自动干压成型,对粉体有特别的工艺要求,需要采用喷雾造粒法对粉体进行处理、使其呈现圆球状,以利于提高粉体流动性便于成型中自动充填模壁。此外,为减少粉料与模壁的摩擦,还需添加1~2%的润滑剂?如硬脂酸?及粘结剂PVA。 欲干压成型时需对粉体喷雾造粒,其中引入聚乙烯醇作为粘结剂。近年来上海某研究所开发一种水溶性石蜡用作Al2O3喷雾造粒的粘结剂,在加热情况下有很好的流动性。喷雾造粒后的粉体必须具备流动性好、密度松散,流动角摩擦温度小于30℃。颗粒级配比理想等条件,以获得较大素坯密度。 二成型方法: 氧化铝陶瓷制品成型方法有干压、注浆、挤压、冷等静压、注射、流延、热压与热等静压成型等多种方法。近几年来国内外又开发出压滤成型、直接凝固注模成型、凝胶注成型、离心注浆成型与固体自由成型等成型技术方法。不同的产品形状、尺寸、复杂造型与精度的产品需要不同的成型方法。摘其常用成型介绍: 1干压成型:氧化铝陶瓷干压成型技术仅限于形状单纯且内壁厚度超过1mm,长

树脂结合剂金刚石工具性能的研究

树脂结合剂金刚石工具性能的研究 树脂结合剂金刚石磨具是金刚石磨具中使用量最大的一类。和金属结合剂金刚石磨具和陶瓷结合剂金刚石磨具相比,树脂结合剂金刚石磨具有磨具硬化温度低,只需200℃左右,远远低于金属结合剂和陶瓷结合剂金刚石磨具的热压成型 温度;生产周期短,生产设备简单,生产能耗少,规模生产可降低成本;形成自锐性,提高磨具锋利性;被加工工件的表面光洁度高,适用于镜面磨削;其缺点是寿命短,耐热性差,易老化。 其中最根本原因是:树脂结合剂胎体对金刚石的把持力小。为了提升树脂结合剂磨具的寿命,通常采用两种方法进行改进。 一种方法是尝试新型树脂或者对现有树脂进行改性,提高树脂的耐热性;另一种方法是对金刚石进行镀覆,提高树脂对金刚石的把持力。镀覆金刚石在金属结合剂和陶瓷结合剂的磨具中应用的相应研究较多,但镀覆金刚石在树脂结合剂中的研究却鲜有报道。 本文通过采用对无镀层金刚石、镀覆刚玉金刚石和金属镀层金刚石制备的金刚石树脂结合剂磨具性能进行对比分析,研究镀覆种类对两种树脂结合剂磨具的锋利性、耐用性、力学性能以及对树脂结合剂的结构和致密度的影响,获得如下结论:(1)采用聚酰亚胺树脂(PI)作为结合剂,在金刚石、聚酰亚胺(PI)、氧化铬等组分确定的前提下,实验填料的最佳配比为碳化硅微粉30(vol)%,合金粉 4(vol)%,冰晶石4(vol)%,此时,树脂金刚石磨具磨削比最大,达到2.286,具备良好的磨削性能,使用性价比较高。(2)按照最佳填料配方,采用无镀层金刚石、镀覆金属(钛、铜、镍)镀层金刚石和镀覆刚玉镀层金刚石压制两组平行实验试样进行性能对比分析。

结果表明:在其他组分含量保持不变的前提下,对金刚石进行表面镀覆处理可以明显提高磨具的磨削比,提高磨具的磨削效率,并且可以提高试样的抗弯强度、硬度等力学性能。三种金属镀层(钛、铜、镍)中,钛镀层的镀覆效果最好,对树脂磨具的磨削性能和力学性能提升明显,无机物刚玉镀层镀覆效果优于金属镀层。 (3)使用无镀层金刚石的配方试样,聚酰亚胺(PI)树脂结合剂金刚石磨具拥有更好的耐磨性和锋利性;使用含镀层的金刚石配方试样,情况相反。在无水冷磨削条件下,酚醛树脂(PF)树脂结合剂使用镀覆镀层的金刚石对树脂磨具的磨削性能提升幅度更大。 (4)对金刚石进行表面镀覆可以影响到热压后酚醛树脂(PF)结合剂的结构和致密度,并且表面更粗糙的刚玉镀层影响更大。靠近金刚石的酚醛树脂(PF)更为致密,对金刚石形成保护性包裹,远离金刚石的酚醛树脂(PF)更为稀疏。

拜耳法生产氧化铝的工艺流程#(精选.)

1拜耳法生产氧化铝的工艺流程概述 拜耳法系奥地利拜耳(K.J.Bayer)于 1888年发明。其原理是用苛性钠(NaOH)溶液加温溶出铝土矿中的氧化铝,得到铝酸钠溶液。溶液与残渣(赤泥)分离后,降低温度,加入氢氧化铝作晶种,经长时间搅拌,铝酸钠分解析出氢氧化铝,洗净,并在950~1200℃温度下煅烧,便得氧化铝成品。析出氢氧化铝后的溶液称为母液,蒸发浓缩后循环使用。 拜耳法的简要化学反应如下: 由于三水铝石、一水软铝石和一水硬铝石的结晶构造不同,它们在苛性钠溶液中的溶解性能有很大差异,所以要提供不同的溶出条件,主要是不同的溶出温度。三水铝石型铝土矿可在125~140℃下溶出,一水硬铝石型铝土矿则要在240~260℃并添加石灰(3~7%)的条件下溶出。 现代拜耳法的主要进展在于:①设备的大型化和连续操作; ②生产过程的自动化;③节省能量,例如高压强化溶出和流态化焙烧;④生产砂状氧化铝以满足铝电解和烟气干式净化的需要。拜耳法的工艺流程见图1。

拜耳法的优点主要是流程简单、投资省和能耗较低,最低者每吨氧化铝的能耗仅3×106千卡左右,碱耗一般为100公斤左右(以Na2CO3计)。 拜耳法生产的经济效果决定于铝土矿的质量,主要是矿石中的SiO2含量,通常以矿石的铝硅比,即矿石中的Al2O3与SiO2含量的重量比来表示。因为在拜耳法的溶出过程中,SiO2转变成方钠石型的水合铝硅酸钠(Na2O·Al2O3·1.7SiO2·nH2O),随同赤泥排出。矿石中每公斤SiO2大约要造成1公斤Al2O3和0.8公斤NaOH的损失。铝土矿的铝硅比越低,拜耳法的经济效果越差。 2 主要生产原理及过程 2.1 预脱硅与铝硅比的提高 拜耳法生产的经济效果决定于铝土矿的质量,主要是矿石中的SiO2含量,通常以矿石的铝硅比,即矿石中的Al2O3与SiO2

氧化铝陶瓷与金属连接的研究现状

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周健等Ⅲo对A1203一A1203以及A1203和HAP(羟基磷灰石)生物陶瓷进行了焊接,并借助电镜、电子探针分析了界面结合情况。前者在2MPa、1300℃、保温15min时结合强度达到基体强度。后者在2.5MPa、1200℃、保温15min左右将两类材料焊接在一起。. 蔡杰等¨引采用1’E103型谐振腔分别在1300和1400℃对A1203一A1203进行焊接,认为在1300℃焊接时,虽经长时间保温,焊接效果不理想,在1400℃、保温20min,焊缝消失。如上所述,氧化铝陶瓷一般采用直接焊接,对于高纯度氧化铝陶瓷一般采用低纯氧化铝或玻璃做中间层,目前也有人用溶胶凝胶方法制备的氧化铝做中间层。 目前微波焊接腔体的微波场的均匀区域还不大,改进微波场的分布,提高加热均匀区域,可以提高材料的焊接尺寸。同时增加焊接材料的种类。 7激光焊接 激光焊接陶瓷是近年来发展的新技术,Mittweida公司开发了双束激光焊接陶瓷方法,其原理见图9。 图9双束激光焊接示意图¨引 Fig.9Skd【chofdoublelaserweldiIlg 采用高能束激光焊方法,可快速加热和冷却,配以氮气筛的冷却和温度场调节,诱导和改善复合材料增强相和基体界面反应,而提高接头强度。采用脉冲输入方式,可抑制界面反应,细化组织,减少缺陷,获得良好接头,在操作时对激光功率控制非常重要啪J。用该法焊接的Al:O,陶瓷试样,激光焊接区细晶粒均匀,在电子显微镜下,可以看到晶粒呈片瓦结构,防止了裂纹的产生和扩展。经100次反复加热和冷却后,试样的弯曲强度无明显下降。 8结语 随着Al,O,陶瓷的广泛应用,其连接技术已成为世界各国集中研究的重点,其中钎焊与扩散连接是最常用的连接方法,但都有其局限性。例如:用钎焊方法形成的陶瓷接头的高温性能和抗氧化性能较差;钎焊的界面反应机理现在还处于试验阶段,缺乏系统性和理论性。扩散连接虽然可以减小界面缺陷,并适合大尺寸构件的接合,但易发生试件的变形和损伤等。近来新发展的微波连接能很好地实现接头处均匀连接,避免了开裂的发生,而且由于升温速度极快,陶瓷内部的晶粒不会剧烈长大。而sHs焊接和激光焊接还处于起步阶段,有待于发展。 参考文献 1王颖.AJ:0,陶瓷与Kover合金钎焊工艺研究.哈尔滨工业大学硕士论文,2006:l一50 2Ham咖dJP,DB“dSA,SameUaMLB阳zingo既帅icox-id船tom吨IlsatlowteⅡ聊舶hlr酷.WeldJ,1992;(5):145—1493赵永清.利用化学镀实现A120,陶瓷与金属的连接.焊接技术,1999;(2):16—17 4顾小龙,王大勇,王颖.Al:0,陶瓷/AgCuT∥可伐合金钎焊接头力学性能.材料科学与艺,2007;15(3):366—3695吴铭方.反应层厚度对他03/AgCu7n/n一6m一4V接头强度的影响.稀有金属材料与工程,2000;19(26):419—4226王洪潇.氧化铝陶瓷与金属活性封接技术研究.大连交通大学硕士论文,2006:1—50 7刘军红.复相Al:0,基陶瓷/钢大气中直接钎焊连接界面的微观组织结构.焊接学报,2003;24(6):26—28 8张玮.镍离子注入灿203/1crl8Ni9Ti的钎焊界面成分分析.包头钢铁学院学报,2000;19(3):219—22l 9王大勇,冯吉才,刘会杰.灿:O,/Cu/Al扩散连接工艺参数的优化.材料科学与工艺,2003;11(1):73~76 10陈铮,赵其章,方芳等.陶瓷/陶瓷(金属)部分瞬间液相连接.硅酸盐学报,1999;27(2):186~188 1lMerzh锄ovAG.InterSymposium∞coIIIbus阴dpl嬲一眦syn.ofhigll—te呷.Mater.s明Fr锄cisco,cA,988 12余圣甫等.Al:0,陶瓷/不锈钢自蔓延高温原位合成连接.焊接学报,2004;25(2)119一122 13周健,章桥新,刘桂珍等.微波焊接陶瓷辊棒.武汉工业大学学报,1999;21(3):1~2 14MeekTT,BlalceRD.Ceramic?ce硼icsealsbymicro-w盯ehe砒ing.J.Mat.Sci.L肚.,1986;(5):270~274 15Fukushi眦H。YamanakaT,Ma协uiM.Micmwaveheat—ingof ce姗icsandi协applic砒i叩tojoining.JMat.R∞.,1990;5(2):397—405 16Bi衄erJGP,F唧ieJA,WhitakerPAeta1.Thee妇fect0fcompositi∞ontlIeIIlicn)wavebondirIg0falulIli啪ce捌【nics.JMat.sci.,1998;33(12):3017~3029 17zlI伽Ji蛐,Zh衄gQia喇n,MEIBingchueta1.Mic胁wavejoiIlingof aluIIli腿c廿枷candh”Iroxyl印atitebioce枷c.JWuh粕Univ.ofTech.Mater.Sci.,1999;14(2):46~4918ChenXinm伽,ⅡuW嘶.HigllFrequencyHeatillgDie.1ectricTechnology.BeijiIlg:scie眦ePr鹤s,1979:l一30 19C蛐G,K0caI【M.h咿ssinjoiniIlgofadv锄cedmate—rials.htematioIlalMaterialsRevie啪,1998;43(1):卜4420广赖明夫.金属基复合材料。结合.溶接会志,1996;65(4):l692一l698 (编辑吴坚) 宇航材料工艺2008年第4期 万方数据

铝土矿拜耳法

1.不悔梦归处,只恨太匆匆。 2.有些人错过了,永远无法在回到从前;有些人即使遇到了,永远都无法在一起,这些都是一种刻骨铭心的痛! 3.每一个人都有青春,每一个青春都有一个故事,每个故事都有一个遗憾,每个遗憾都有它的青春美。 4.方茴说:“可能人总有点什么事,是想忘也忘不了的。” 5.方茴说:“那时候我们不说爱,爱是多么遥远、多么沉重的字眼啊。我们只说喜欢,就算喜欢也是偷偷摸摸的。” 6.方茴说:“我觉得之所以说相见不如怀念,是因为相见只能让人在现实面前无奈地哀悼伤痛,而怀念却可以把已经注定的谎言变成童话。” 7.在村头有一截巨大的雷击木,直径十几米,此时主干上唯一的柳条已经在朝霞中掩去了莹光,变得普普通通了。 8.这些孩子都很活泼与好动,即便吃饭时也都不太老实,不少人抱着陶碗从自家出来,凑到了一起。 9.石村周围草木丰茂,猛兽众多,可守着大山,村人的食物相对来说却算不上丰盛,只是一些粗麦饼、野果以及孩子们碗中少量的肉食。 铝土矿拜耳法 拜耳法主要是针对高铁三水铝石矿,先按拜耳法溶解矿石提取氧化铝,经选矿或酸溶从赤泥中回收铁。对于拜耳法溶出的研究已较为成熟,故研究多集中在从赤泥中回收铁。陈德和徐树涛将高铁三水铝土矿进行了拜耳法溶出-赤泥选铁研究,氧化铝的回收率可达53%~58%;赤泥配入还原煤和燃烧煤,进行成型干燥、还原焙烧、磁选,铁的回收率达到80%以上,得到的海绵铁粉可进行造球、炼钢使用;刘培旺等人采用湿式高梯度脉动磁选法处理某拜耳法赤泥,可得到TFe含量54%~56%的铁精矿,该铁精矿能用于高炉炼铁。陈世益对广西高铁三水铝石矿进行常压、低温和低碱浓度条件下溶出约10分钟,三水铝石矿溶出率高于90%,赤泥掺入煤粉经压团、干燥,进入回转窑还原焙烧,然后破碎、磁选、成型为海绵铁团块,产品的全铁品位和金属化率均高于90%,铁回收率大于85%。 拜耳法适合处理高铝硅比(A/S>7)的三水铝石矿,对原矿的品质要求高,且在高铁三水铝土矿中,Al2O3不仅以三水铝石形式存在,有时会夹杂有一水硬铝石和一水软铝石,而拜耳法常压浸出时只能溶出三水铝石形式存在的Al2O3,Al2O3浸出率较低,原矿中Al2O3在浸出过程中损失较大,而且无法分离固溶在Fe2O3中的Al2O3,导致铁精矿中Al2O3含量会较 高。 1.“噢,居然有土龙肉,给我一块!” 2.老人们都笑了,自巨石上起身。而那些身材健壮如虎的成年人则是一阵笑骂,数落着自己的孩子,拎着骨棒与阔剑也快步向自家中走去。 3.石村不是很大,男女老少加起来能有三百多人,屋子都是巨石砌成的,简朴而自然。 4.在村头有一截巨大的雷击木,直径十几米,此时主干上唯一的柳条已经在朝霞中掩去了莹光,变得普普通通了。 5.这些孩子都很活泼与好动,即便吃饭时也都不太老实,不少人抱着陶碗从自家出来,凑到了一起。 6.石村周围草木丰茂,猛兽众多,可守着大山,村人的食物相对来说却算不上丰盛,只是一些粗麦饼、野果以及孩子们碗中少量的肉食。

氧化铝陶瓷制作及强化工艺

氧化铝陶瓷制作及强化工艺 氧化铝陶瓷制作工艺 氧化铝陶瓷目前分为高纯型与普通型两种。高纯型氧化铝陶瓷系Al2O3含量在99.9%以上的陶瓷材料,由于其烧结温度高达1650-1990℃,透射波长为1~6μm Al2O380%或75 %外, 体原料则不需加入粘结剂。若采用半自动或全自动干压成型,对粉体有特别的工艺要求,需要采用喷雾造粒法对粉体进行处理、使其呈现圆球状,以利于提高粉体流动性便于成型中自动充填模壁。此外,为减少粉料与模壁的摩擦,还需添加1~2%的润滑剂?如硬脂酸?及粘结剂PVA. 欲干压成型时需对粉体喷雾造粒,其中引入聚乙烯醇作为粘结剂。近年来

上海某研究所开发一种水溶性石蜡用作Al2O3喷雾造粒的粘结剂,在加热情况下有 很好的流动性。喷雾造粒后的粉体必须具备流动性好、密度松散,流动角摩擦温度 小于30℃。颗粒级配比理想等条件,以获得较大素坯密度。 二、成型方法: 氧化铝陶瓷制品成型方法有干压、注浆、挤压、冷等静压、注射、流延、 1mm, 15~ 60μm、介于 制备。通常以水为熔剂介质,再加入解胶剂与粘结剂,充分研磨之后排气,然后倒 注入石膏模内。由于石膏模毛细管对水分的吸附,浆料遂固化在模内。空心注浆时,在模壁吸附浆料达要求厚度时,还需将多余浆料倒出。为减少坯体收缩量、应尽量 使用高浓度浆料。 氧化铝陶瓷浆料中还需加入有机添加剂以使料浆颗粒表面形成双电层使料

浆稳定悬浮不沉淀。此外还需加入乙烯醇、甲基纤维素、海藻酸胺等粘结剂及聚丙烯胺、阿拉伯树胶等分散剂,目的均在于使浆料适宜注浆成型操作。 三、烧成技术: 将颗粒状陶瓷坯体致密化并形成固体材料的技术方法叫烧结。烧结即将坯体内颗粒间空洞排除,将少量气体及杂质有机物排除,使颗粒之间相互生长结合, 中。 硬度较高,需用更硬的研磨抛光砖材料对其作精加工。如SiC、B4C或金刚钻等。通常采用由粗到细磨料逐级磨削,最终表面抛光。一般可采用<1μm微米的Al2O3微粉或金刚钻膏进行研磨抛光。此外激光加工及超声波加工研磨及抛光的方法亦可采用。有些氧化铝陶瓷零件需与其它材料作封装处理。 氧化铝陶瓷强化工艺

CBN研磨盘用陶瓷结合剂的研究

2009年2月 第1期 总第169期 金刚石与磨料磨具工程 D iamond&Abrasives Engineering Feb.2009 No.1 Serial.169 文章编号:1006-852X(2009)01-0075-04 C BN研磨盘用陶瓷结合剂的研究3 侯永改1 彭 进1 乔桂英2 丁春生3 邹文俊1 廖 波2 (1.河南工业大学材料科学与工程学院,河南郑州450007) (2.燕山大学材料科学与工程学院,河北秦皇岛066004) (3.郑州磨料磨具磨削研究所,郑州450013) 摘 要 本文对三种低温陶瓷结合剂的性能进行综合研究,结果发现:耐火度为775℃,流动性为110%~130%,线膨胀系数为5.79×10-6℃-1的低温陶瓷结合剂V2的综合性能优异。通过差热分析发现,在测定温度范围内结合剂V2没有明显的晶相产生。用结合剂V2制备的陶瓷结合剂CBN磨具试样在800℃烧成后,磨具试样的抗弯强度达到最佳值67.5MPa。制备的磨盘在磨削时锋利性好,磨削中间修整次数少,磨盘的耐用度高。运用扫描电子显微镜(SE M)对磨削后CBN磨片的磨削面形貌进行观察,表明结合剂对磨粒黏结牢固,断面组织均匀。 关键词 CBN研磨盘;陶瓷结合剂;强度 中图分类号 TG74 文献标识码 A  Study on v itr i f i ed bond for CBN face gr i n d i n g wheel Hou Y ongga i1 Peng J i ng1 Q i ao Gui yi ng2 D i ng Chunsheng3 Zou W enj un1 L i ao Bo1 (1.College of M a teria ls S cience and Eng ineering,Henan U n iversity of Technology, Zhengzhou450007,Ch ina) (2.College of M a teria ls S cience and Eng ineering,Yanshan U n iversity, Q inhuangdao066004,Ch ina) (3.Zhengzhou R esea rch Institu te for A brasives and Grind ing,Zhengzhou450013,Ch ina) Abstract Pr operties of three different kinds of l ow2te mperature vitrified bonds were studied.It was found that vitrified bond V2,of which refract ory was775℃,fluidity was110%~130%,ther mal expansi on was 5.79×10-6℃-1,had good colligati on p r operties.TG and TG A analysis results showed that no crystals were observed in bond in the testing te mperature.The flexural strength of CBN t ools made with vitrified bond V2 were67.5MPa when sintered under te mperature800℃.V itrified bond CBN t ools were tested and showed good shar pness,l ong life and no need of dressing during the machining.The gr ound surface of vitrified bond CBN t ool was investigated by means of scanning electr on m icr oscope(SE M),and it was f ound that CBN grits were bonded fir m ly by vitrified bond and with unif or m m icr ostructure. Keywords CBN face grinding wheel;vitrified bond;strength 3河南省重点科技攻关项目072102230005

氧化铝陶瓷制作工艺简介

无机非金属材料工艺学 无机非金属材料工艺学第三次作业 班级:材料科学与工程2班(非金属) 姓名:伍洋婷 学号:201211101076 2015年4月7日

氧化铝陶瓷生产技术工艺简介氧化铝陶瓷的低温烧结技术 氧化铝陶瓷是一种以Al 2O 3 为主要原料,以刚玉(α—Al 2 O 3 )为主晶相的 陶瓷材料。 一、通过提高Al 2O 3 粉体的细度与活性降低瓷体烧结温度。 目前,制备超细活化易烧结Al 2O 3 粉体的方法分为二大类,一类是机械 法,另一类是化学法。机械法是用机械外力作用使Al 2O 3 粉体颗粒细化,常用 的粉碎工艺有球磨粉碎、振磨粉碎、砂磨粉碎、气流粉碎等等。通过机械粉碎方法来提高粉料的比表面积,尽管是有效的,但有一定限度,通常只能使粉料的平均粒径小至1μm左右或更细一点,而且有粒径分布范围较宽,容易带入杂质的 缺点。近年来,采用湿化学法制造超细高纯Al 2O 3 粉体发展较快,其中较为成 熟的是溶胶—凝胶法。由于溶胶高度稳定,因而可将多种金属离子均匀、稳定地分布于胶体中,通过进一步脱水形成均匀的凝胶(无定形体),再经过合适的处理便可获得活性极高的超微粉混合氧化物或均一的固溶体。目前此法大致有以下3种工艺流程。 (1)形成金属氧有机基络合物溶胶→水解并缩合成含羟基的三度空间高分子结构→溶胶蒸发脱水成凝胶→低温煅烧成活性氧化物粉料。 (2)含有不同金属离子的酸盐溶液和有机胶混合成溶液→溶胶蒸发脱水成凝胶→低温煅烧成粉体。 (3)含有不同金属离子的溶胶直接淬火、沉积或加热成凝胶→低温煅烧成粉 体。湿化学法制备的Al 2O 3 粉体粒径可达到纳米级,粒径分布范围窄,化学纯 度高,晶体缺陷多。因此化学法粉体的表面能与活性比机械法粉体要高得多。采 用这种超细Al 2O 3 粉体作原料不仅能明显降低氧化铝瓷的烧结温度(可降15 0℃—300℃),而且可以获得微晶高强的高铝瓷材料。表二是日本住友化学 有限公司生产的易烧结Al 2O 3 粉料理化指标。 二、通过瓷料配方设计掺杂降低瓷体烧结温度 氧化铝陶瓷的烧结温度主要由其化学组成中Al 2O 3 的含量来决定,Al 2 O 3 含量越高,瓷料的烧结温度越高,除此之外,还与瓷料组成系统、各组成配 比以及添加物种类有关。比如,在Al 2O 3 含量相当时,CaO-Al 2 O 3 -S iO 2系Al 2 O 3 瓷料比MgO-Al 2 O 3 -SiO 2 系瓷料的烧结温度低,对于 我国目前大量生产的CaO-MgO-Al 2O 3 -SiO 2 系统瓷料而言,为使 其具有较低的烧结温度与良好性能,应控制其SiO 2 /CaO处于16~06之内,MgO含量不超过熔剂类氧化物总量的1/3,同时,在配方中引入少量的 La 2O 3 、Y 2 O 3 、Cr 2 O 3 、MnO、TiO 2 、ZrO 2 、Ta 2 O 3 等氧化物 能进一步降低烧结温度、改善瓷体的微观组织结构和性能。目前配方设计中所加入的各种添加剂,根据其促进氧化铝陶瓷烧结的作用机理不同,可以将它们分为形成新相或固溶体的添加剂和生成液相的添加剂二大类。 1、与Al 2O 3 形成新相或固溶体的添加剂。 这类添加剂是一些与氧化铝晶格常数相接近的氧化物,如TiO 2、Cr 2 O 3、Fe 2 O 3 、MnO 2 等,在烧成中,这些添加物能与Al 2 O 3 生成固溶体, 这类固溶体或为掺入固溶体(如Ti4+置换Al3+时),或为有限固溶体,或为 连续固溶体(如Cr 2O 3 与形成的Al 2 O 3 ),它们可以活化晶格(TI4+、A

高铁三水铝石矿拜耳法溶出过程中铝针铁矿的行为

第 23 卷第 2 期中国有色金属学报 2013 年 2 月 V ol.23 No.2 The Chinese Journal of Nonferrous Metals Feb. 2013 文章编号:1004-0609(2013)02-0543-06 高铁三水铝石矿拜耳法溶出过程中铝针铁矿的行为 李小斌 1, 2 ,孔莲莲 1, 2 ,齐天贵 1, 2 ,周秋生 1, 2 ,彭志宏 1, 2 ,刘桂华 1, 2 (1. 中南大学 冶金科学与工程学院,长沙410083; 2. 中南大学 难冶有色金属资源高效利用国家工程实验室,长沙 410083) 摘 要:为了查明铝针铁矿含量高的红土型铝土矿拜耳法溶出过程中氧化铝溶出率低的原因,研究针铁矿在溶出 过程中的转化规律及其对氧化铝溶出率的影响。结果表明:在溶出温度为110~240℃时,该类型铝土矿中的铝针 铁矿基本不发生转化,其中的氧化铝难以溶出; 提高溶出温度到260℃或在240℃左右溶出时, 添加干矿石量3% 的石灰可促使铝针铁矿转化为赤铁矿,且氧化铝的溶出率随着针铁矿转化程度的增加而提高。加入非钙质添加剂 也可以促使铝针铁矿在溶出过程发生结构转变,且氧化铝几乎完全参与反应,从而说明此类铝土矿中铝针铁矿在 溶出过程中难以转变是红土型铝土矿中氧化铝溶出率低的重要原因。 关键词:三水铝石矿;高铁;溶出;铝针铁矿 中图分类号:TF821 文献标志码:A Effect of alumogoethite in Bayer digestion process of high-iron gibbsitic bauxite LI Xiao-bin 1, 2 , KONG Lian-lian 1, 2 , QI Tian-gui 1, 2 , ZHOU Qiu-sheng 1, 2 , PENG Zhi-hong 1, 2 , LIU Gui-hua 1, 2 (1.School of Metallurgical Science and Engineering, Central South University, Changsha 410083, China? 2.National Engineering Laboratory for Efficient Utilization of Refractory Non-ferrous Metals Resources, Central South University, Changsha 410083, China) Abstract: The transformation law of goethite and its effect on the alumina recovery were investigated in order to determine the reason of low alumina recovery in Bayer digestion process of gibbsitic bauxite with high alumogoethite content. The results show that the goethite present in this kind of bauxite has no obvious change in the digestion temperature range of 110℃ to 240 ℃ with low alumina recovery. And alumogoethite can be transformed to hematite by increasing digestion temperature to 260 ℃ or adding lime of 3% of dry ores added at about 240 ℃, and the alumina digestion rate increases with the increase of the goethite conversion degree. Adding non-calcareous additives in the re-digestion process of red mud containing goethite can promote the structure transformation of alumogoethite and thus alumina almost reacts completely. The transition of alumogoethite into other forms in Bayer digestion process is important for alumina recovery for lateritic bauxite. Key words: gibbsitic bauxite? high-iron? digestion? alumogoethite 针铁矿是铝土矿中常见的主要含铁矿物之一,在 以三水铝石和针铁矿为主要矿物的红土型铝土矿中, 铝类质同象置换针铁矿中的铁而形成铝针铁矿的现象 较普遍 [1] 。我国广西中部的贵港、宾阳和横县等地已 探明的超过 5 亿 t 的高铁三水铝石型铝土矿 [2] 是典型 的红土型铝土矿,它具有高铁、高铝的特点,是我国 铁、铝冶炼重要的潜在资源之一。为充分提取该类矿 石中的铁和铝,国内外开展了大量的研究工作。有研 究通过化学法 [3] 和生物法 [4] 等先富集铝土矿中的铁, 再 进行冶炼;也有人提出了先将高铁三水铝石型铝土矿 基金项目:国家自然科学基金资助项目(51274242) 收稿日期:2012-03-29;修订日期:2012-07-19 通信作者:齐天贵,讲师,博士;电话:0731-88830453;E-mail:qitiangui@https://www.wendangku.net/doc/068075034.html,

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