1 1.上海师范大学 化学与材料科学学院, 上海 200234
2 2.中国科学院 上海硅酸盐研究所, 上海 201899
LTCC材料在电镀和化学镀工艺中对酸/碱镀液的耐蚀性是低温共烧陶瓷(Low Temperature Co-fired Ceramics, LTCC)材料在实际应用中需要关注的重要特性。本工作研究了HCl、H2SO4和NaOH溶液(0.01~2.00 mol/L)和浸泡时间(10~300 min)对Ca-B-Si体系LTCC材料腐蚀行为的影响规律。结果表明，LTCC材料在不同的酸溶液中浸泡相同时间, 样品的腐蚀失重量会随着酸溶液浓度增大呈现出先增大后减小的趋势, 而在碱溶液中并未观察到明显的腐蚀现象。当盐酸溶液浓度为1.00 mol/L时, LTCC材料的失重最大为54.96%。当硫酸溶液浓度为0.10 mol/L时, LTCC材料的失重最大为8.80%LTCC材料中的CaB2O4和CaSiO3晶相会与酸溶液发生溶解反应进而造成腐蚀, 并且随着酸溶液浓度增大, 反应后样品表面富Si蚀变层的形成速度更快, 进而使LTCC材料在较高浓度酸溶液中的浸泡失重量减小。LTCC材料在1 mol/L 盐酸溶液和0.1 mol/L硫酸溶液中溶解反应的表观活化能分别为20.38、5.43 kJ/mol, 故盐酸溶液对LTCC材料的腐蚀速率大于硫酸溶液。结合化学腐蚀反应动力学和热力学分析, 揭示了LTCC材料在酸溶液中以离子交换和水解反应占主导的腐蚀机理。
低温共烧陶瓷 硼硅酸盐玻璃 浸泡 腐蚀机理 low temperature co-fired ceramics borosilicate glass soak corrosion mechanism
北京科技大学城市地下空间工程北京市重点实验室,北京 100083
为了促进钢铁冶金渣与化工废渣的高值化利用, 以钢渣、矿渣、碱渣、脱硫石膏为原材料, 通过活性激发剂与全固废材料间的组合协同作用制备海洋牧场人工鱼礁胶凝材料。胶凝材料中钢渣掺量为16%(质量分数, 下同), 矿渣为64%, 碱渣为8%, 脱硫石膏为12%, 胶砂试块28 d抗压强度为52.6 MPa, 在某些场合具有取代硅酸盐水泥的潜力。研究了东海海水条件下净浆试块浸泡15个月龄期内, 钢渣与矿渣掺比对净浆试块抗压强度发展的影响, 通过XRD、SEM、MIP等表征方法研究了全固废胶凝材料体系的水化产物。结果表明: 钢渣和矿渣之间具有协同水化作用, 其水化产物主要为钙矾石(AFt)、C-S-H凝胶和Friedel盐(FS), 非晶态的C-S-H凝胶将针棒状的AFt与FS紧密结合在一起, 这是整个体系强度的主要来源。本研究为大宗固废的妥善安置提供了科学依据。
全固废胶凝材料 钢渣 矿渣 水化机理 海水浸泡 钙矾石(AFt) all solid waste cementitious material steel slag blast furnace slag hydration mechanism marine soak ettringite(AFt)
