【摘要】 为了消除Na的影响，[1]研究含Ca-Mg-Fe固体废弃物陶瓷的致密化机理，选择高炉镍铁冶炼过程中Na2O含量较低（0.41%）的镍铁渣为主要原料。

Si-Ca陶瓷具有优异的机械性能，弯曲强度为70–143 MPa（ISO 13006:2012：≥35 MPa）。硅钙陶瓷的主要晶体是辉石或钙长石，而不是石英或莫来石。

为了消除Na的影响，[1]研究含Ca-Mg-Fe固体废弃物陶瓷的致密化机理，选择高炉镍铁冶炼过程中Na2O含量较低（0.41%）的镍铁渣为主要原料。研究了制备的硅钙陶瓷的烧结机理，研究了不同相对烧结过程的影响，以及冷却速率对相析出的影响，特别是在辉石和钙长石的情况下，并使用X射线衍射仪（XRD），特别是原位XRD研究了晶体结构的改性。结果表明，钙长石只是形成了骨架相，而辉石则起到了助熔剂的作用，使陶瓷的最佳烧结温度降低了约40°C。辉石本身的性质，而不是致密化，是Si-Ca陶瓷具有高弯曲强度（119.30MPa）的主要原因。此外，快速冷却速率有利于辉石在烧结过程中沉淀。因此，本工作可为含镍铁渣的工业固体废弃物在硅钙陶瓷中的利用提供理论依据。利用原位XRD研究了镍铁渣制备的硅钙陶瓷中辉石和钙长石的作用机理。从排除Na对钙长石影响的实验中发现，钙长石只是形成了骨架相，辉石作为熔融相促进了液相的形成，有利于降低（40°C）的最佳烧结温度。此外，辉石本身的性质可能主要与Si-Ca陶瓷的高弯曲强度（1220°C烧结的2#陶瓷样品为119.30MPa）有关，这不是致密化，因为辉石起到了熔融相的作用。在烧结过程中，快速冷却有利于析出大量的熔融相，研究中的熔融相为辉石。

 

[1]      Pei D, Li Y, Hua S, et al. In situ XRD study on function mechanism of pyroxene and anorthite in Si-Ca ceramics from ferronickel slag[J]. Materials Letters, 2021, 305: 130839.

 

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