1 中国电力工程顾问集团华东电力设计院有限公司, 上海 200063
2 重庆交通大学, 土木工程学院,重庆 400074
3 合肥工业大学, 资源与环境工程学院,合肥 230009
为探索生活垃圾焚烧灰渣的资源化应用前景, 本文考察了生活垃圾焚烧灰渣与凝灰岩制备地质聚合物的可行性。本文采用单轴抗压强度试验、XRD、FTIR和SEM等研究灰渣掺量、硅钠摩尔比和碱当量对灰渣-凝灰岩基地质聚合物性能的影响。结果表明: 养护时间对灰渣-凝灰岩基地质聚合物的物理力学性能影响较大, 在最佳工艺参数(灰渣掺量为20%, 硅钠摩尔比为17, 碱当量为9%)下, 灰渣-凝灰岩基地质聚合物的28 d单轴抗压强度为23.2 MPa, 体积密度为1.56 g/cm3。灰渣-凝灰岩基地质聚合物主要物相为石英、透长石、硫铝酸钙和方解石, 地质聚合反应过程生成大量硅铝酸盐凝胶, 导致地质聚合物微观结构呈大颗粒与小颗粒胶连状。灰渣-凝灰岩基地质聚合物的重金属浸出毒性满足国家规范要求。
凝灰岩 灰渣 地质聚合物 单轴抗压强度 体积密度: 微观分析 bottom ash tuff geopolymer uniaxial compressive strength bulk density microscopic analysis
1 九江学院材料科学与工程学院，九江332005
2 江西安天高新材料股份有限公司，九江332100
本文以高纯电熔镁砂和煅烧活性氧化铝粉为原料，以氧化亚镍(NiO)为添加剂，通过传统固相烧结法制备镁铝尖晶石材料。将MgO和Al2O3粉按理论摩尔比1∶1进行配料，在体系中分别引入质量分数为0%、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%的NiO。利用X射线衍射(XRD)仪、扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)对烧结后试样进行分析，研究了NiO的添加对MgAl2O4材料烧结性能、物相组成及显微结构的影响。结果表明：引入适量的NiO可以显著促进MgAl2O4相的形成以及晶粒的发育长大；在1 600 ℃时，当NiO含量低于1.5%时，NiO能完全溶入MgAl2O4晶格并优先取代Al3+，提高了MgAl2O4晶体内部的缺陷浓度，活化了晶格，从而促进MgAl2O4的烧结。当NiO含量高于1.5%时，其内部开始出现较多第二相NiO，阻碍了物质的迁移和传输，反而不利于MgAl2O4烧结性能的提高。
镁铝尖晶石 反应烧结 显微结构 烧结助剂 体积密度 magnesium aluminate spinel NiO NiO reaction sintering microstructure sintering additive bulk density
1 南昌航空工业学院材料科学与工程学院, 江西 南昌 330063
2 南京航空航天大学材料科学与技术学院, 江苏 南京 210016
当扫描间距一定时,选区激光烧结(SLS)成型的激光能量密度和激光功率(P)与扫描速度(V)的比值(P/V)成正比。为了研究激光能量密度对烧结试件致密度和显微结构的影响,分别对不同P/V比值及相同P/V比值但不同P值和V值条件下激光烧结试件的致密度进行了研究,并利用扫描电镜(SEM)分析研究了烧结试件的表面形貌和显微结构的变化。研究发现,在P/V值达到1 W/37.7 mm·s-1以前时,烧结试件的体积密度随着P/V值的增加而提高,试件表面越来越光滑,气孔数量及尺寸减小；随着P/V值进一步地提高,由于聚苯乙烯的降解,产生了大量的烟气,体积密度基本上没有提高,反而有可能会出现下降的趋势,气孔未见明显减少；在P/V值等于1 W/32 mm·s-1时,随着P和V值的同时增加,烧结试件的体积密度有下降的趋势,内部气孔增多,气孔尺寸变大。综合考虑激光器使用寿命及加工效率等因素,较佳的成型工艺参数选择为激光烧结功率28 W,扫描速度1120 mm/s,铺粉厚度0.1 mm,扫描间距0.2 mm,预热温度95 ℃。
激光技术 能量密度 选区激光烧结 P/V值 体积密度 显微结构
