以包钢高炉渣为主要原料，配加少量铬铁矿，在高温渣液降温过程中采用一步保温热处理方法制备微晶铸石，通过熔点测定、差热分析、X射线衍射，扫描电子显微镜观察并结合理化性能测试，研究了铬铁矿加入量对微晶铸石晶化行为和理化性能的影响规律，为包钢高炉渣的低成本高值化利用开辟了新途径。结果表明：在原料配比为高炉渣95%、铬铁矿5%(质量分数)时，微晶铸石整体析晶，主晶相为镁黄长石和铝黄长石，抗折强度为31.88 MPa，密度为3.439 g·cm-3，吸水率为0.036%，耐酸性为0.145%，耐碱性为0.033%，符合国家建筑材料标准，完全可以替代天然大理石和花岗岩用作建筑装饰材料。

作为重要的透明微晶玻璃体系，含镁锌的铝硅酸盐玻璃展现了优异的力学、光学特性。大量研究关注该体系的核化和晶体生长过程，但锌镁替换对铝硅酸盐玻璃玻璃转变和晶化行为影响的物理机理尚不明晰。本研究以xZnO·(11-x)MgO·22Al2O3·67SiO2(x%=0%,2.2%,5.5%,8.8%,11.0%，摩尔分数)玻璃为研究对象，探究锌镁替换对铝硅酸盐玻璃的玻璃转变和晶化行为的调控规律。结果表明：随着锌逐步替换镁，玻璃转变温度慢慢下降，这是由于Zn2+较弱的场强和多一个电子层的屏蔽作用，玻璃网络骨架整体键合强度降低；析出晶相从单一的莫来石相转变为莫来石与锌铝尖晶石的混合相，这是由于Zn2+具有促进铝硅酸玻璃分相的作用；析晶温度降低，这主要是由于析晶温度附近黏温曲线变得更陡峭和析晶活化能降低。

以钛矿渣为主要原料, 采用熔融法制备CaO-MgO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃, 通过综合热分析仪、X射线衍射仪和扫描电子显微镜分析了SiO2含量对钛矿渣微晶玻璃的基础玻璃稳定性及晶化行为的影响。结果显示: 以原渣制备微晶玻璃时, 其基础玻璃结构不稳定, 易析出钙钛矿晶体, 随着SiO2含量的增加, 基础玻璃趋于稳定, 析晶温度上升, 热处理后析晶程度更高, 显微结构更加致密, 因而强度更高。通过加入辅助原料石英粉来调节SiO2含量, 当SiO2含量为40%(质量分数)时, 可以制备出具有稳定玻璃体、晶相仅为透辉石、抗弯强度为82.1 MPa的微晶玻璃, 其钛矿渣掺量在80%(质量分数)以上, 具有重要的经济与社会效应。

受成形尺寸小、晶化严重等行为的影响,非晶合金的应用受到一定限制。本文以纯锆为基板,采用选择性激光熔化成形技术制备了15 mm×15 mm×15 mm的块体Zr50Ti5Cu27Ni10Al8非晶合金,对其微观组织进行了分析研究,并利用有限元软件ANSYS对该块体非晶合金制备过程中的热效应进行了模拟。研究结果表明:成形试样主要由非晶相组成;由于结构弛豫和晶胚的累积,在热影响区的叠加区发生了晶化,晶化相为Al5Ni3Zr2。本研究为激光增材制备块体非晶合金提供了一种可能有效的方法。

为了研究激光增材制备非晶合金过程中熔池和热影响区的成形机制，利用有限元软件ANSYS，对激光增材制造技术的基础过程-激光快速熔凝Zr65Al7.5Ni10Cu17.5非晶合金的热效应进行了数值模拟分析。结果表明，激光单点熔凝时，熔池的平均冷却速率为6.3×104K/s，热影响区的平均冷却速率为1.4×104K/s，远高于Zr65Al7.5Ni10Cu17.5非晶合金的临界冷却速率1.5K/s，说明激光单点熔凝的热变化满足非晶合金的生长条件;激光单道熔凝过程中，熔池的平均冷却速率仍比较高,为2.11×102K/s，但热影响区的平均冷却速率较低，为74K/s，且热影响区会产生弛豫累积，可能造成一定程度的晶化。此研究为激光增材制备非晶合金材料提供热效应的理论基础。