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(jià)值的物質(zhì)。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(chǎn)出高附加值的產(chǎn)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(jīng)研究了很多，包括成分組成、熱處理制度、燒結(jié)過程、析晶機(jī)理等方面，相關(guān)技術(shù)和理論已經(jīng)相對比較成熟。但是對粉煤灰微晶玻璃在耐磨領(lǐng)域的應(yīng)用研究卻鮮有報(bào)導(dǎo)，為

2、了擴(kuò)大粉煤灰微晶玻璃的應(yīng)用范圍，本論文對粉煤灰耐磨微晶玻璃進(jìn)行了研究。
　　在大量調(diào)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(diǎn)落在硅灰石相區(qū)內(nèi)，利用燒結(jié)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(jì)和電子萬能試驗(yàn)機(jī)測試了其顯微硬度和抗彎強(qiáng)度。采用差熱分析方法研究了其析晶動(dòng)力學(xué)。采用磨損試驗(yàn)機(jī)研究了其在磨粒磨損條件下的耐磨性能和磨損

3、機(jī)理。
　　XRD結(jié)果表明，其主晶相為硅灰石，但是同時(shí)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(jié)合CaO-Al2O3-SiO2三元相圖對配方進(jìn)行了優(yōu)化，使粉煤灰的質(zhì)量分?jǐn)?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(dá)848.56HV0.1，抗彎強(qiáng)度為152.40MPa。
　　在Johnson-Mehl-Avrami(JMA)模型的基礎(chǔ)上，運(yùn)用Kiss

4、inger法和Augis-Bennett法計(jì)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(chǔ)玻璃的穩(wěn)定性，即隨著升溫速率的升高，k(Tp)的值也相應(yīng)的增加，表明玻璃的穩(wěn)定性減弱，玻璃的析晶能力增強(qiáng)。
　　在磨粒磨損初期，其磨損機(jī)理為多次塑變磨粒機(jī)理、微觀斷裂磨損機(jī)理及微觀切削磨損機(jī)理共同起作用，玻璃相磨損比較嚴(yán)重，此階段磨損量較大；隨著磨損時(shí)間的延長，其磨損機(jī)理沒有變化，但是裸露的晶相增多，起到