熔态提铁二次镍渣制备微晶玻璃及热处理制度研究

熔态提铁二次镍渣制备微晶玻璃及热处理制度研究将工业固废制备成高附加值产品是工业循环经济资源化利用的一个重要方向。

本文以金川二次镍渣为主要原料,通过掺入成分调节剂、澄清剂和助熔剂等,利用浇铸法成功制备了一种高机械性能、良好的抗腐蚀性能的二次镍渣微晶玻璃。

该二次镍渣微晶玻璃既可以作为工业上耐腐蚀产品应用在特殊领域,也可以用作装饰用微晶玻璃应用于建材行业,具有广阔的前景。

通过Ohlberg散射方法、K值法和Rietveld全谱拟合三种方法,定量的测定了二次镍渣微晶玻璃在不同热处理制度下各物相的含量。

分析可知,成核处理基本不影响物相的质量分数：普通辉石为61%～63%,钙
长石为21%-27%,玻璃相为10%～17%。

晶化温度的高低对物相的含量影响很大。

当晶化温度分别为930℃、980℃、1030℃和1080。

C时,普通辉石相质量分数分别为81.3%、63.6%、27.7%和20%；钙长石相质量分数分别为0%、26.3%、48.1%和79%；玻璃相质量分数分别为13.5%、13.7%、24.2%和1%。

EDS能谱分析发现,三种物相质量分数的变化是由于离子替换与迁移造成的。

测试并分析了影响二次镍渣微晶玻璃的机械性能、硬度和弹性模量等因素。

当核化温度为20h,晶化温度为780℃时,二次镍渣微晶玻璃的弯曲强度取得最大值283.3MPa。

利用纳米压痕法测得硬度H和弹性模量E。

其中,玻璃基体硬度为9.5GPa,普通辉石相的硬度值为11.0GPa～11.5GPa;
钙长石相硬度值仅为10.0GPa。

当晶化温度为1030℃时,二次镍渣微晶玻璃弹性模量取得最大值150GPa。

通过纳米压痕法和维氏硬度压痕方法测得了二次镍渣微晶玻璃的断裂韧性。

其中,玻璃基体断裂韧性为0.99MPa·m1/2,普通辉石断裂韧性1.90MPa·m1/2～
2.15MPa·m1/2,钙长石断裂韧性
3.36MPa·m1／2。

分析了热分析参数与核化曲线的关系。

其中,水淬产物DSC曲线的峰高(δT)P与核化温度曲线较为一致。

Owaza和Kissinger方程测得二次镍渣微晶玻璃水淬产物的析晶活化能分别为301.2kJ/mol和279.8kJ/mol。

通过小角X射线散射方法测得二次镍渣微晶玻璃中晶粒的粒度分布曲线,当二次镍渣微晶玻璃的核化温度为780℃,20h,晶化温度为780℃,1h对应的曲线明显区别于其他热处理制度下的曲线。

不同热处理制度下的分形维数为2.22～2.46。