烧结时间对SPS制备的不锈钢渣玻璃陶瓷理化性能的影响机理研究*
2021-05-15刘赛余欧阳顺利韩港吴楠楠
内蒙古科技大学学报 2021年1期
刘赛余,欧阳顺利,韩港,吴楠楠
(1.内蒙古科技大学 理学院,内蒙古 包头 014010;2.内蒙古科技大学 内蒙古自治区白云鄂博矿多金属资源综合利用重点实验室,内蒙古 包头 014010)
随着全球工业化进程的加快,固体废弃物排放量逐年增加,造成了极大的环境破坏和资源浪费[1-5].而很多固体废弃物其中含有的硅、钙、镁、铝等元素正是制备玻璃陶瓷所需求的元素,因此利用固体废弃物制备玻璃陶瓷一方面极大地降低了玻璃陶瓷的制备成本;另一方面又消耗了固体废弃物,减轻了环境压力,是高值化利用固废、减少环境污染的有效方法[6-11].
玻璃陶瓷是通过玻璃的受控结晶生长而制备的一种复合材料.原位生长的晶体均匀地弥散在玻璃相中,极大的增强了玻璃相的硬度、耐磨、耐腐蚀等性能[12-17],使得玻璃陶瓷成为了一种优秀的结构材料,在化工、建筑、航空发动机以及发电设备等领域都有很广泛的应用[9,18-20].玻璃陶瓷的制备一般有熔融法和烧结法2种方法,而烧结法一般指的是常压空气气氛中烧结,这种烧结方法已经研究的比较成熟,而要制备性能更优异的玻璃陶瓷就需要开发更有效的烧结手段.
放电等离子烧结已经被证明是一种高效的烧结手段,SPS在玻璃陶瓷制备中将传统烧结法需要2~3 h形核,2~3 h析晶的整个过程在短短几分钟内完成[21],极大地缩短了加工制备时间,同时提高了材料的机械强度和耐腐蚀性能.首先,是因为放电等离子烧结中直接接触的导电压头通过脉冲电流为模具和样品内提供的焦耳热使得快速加热成为可能;……
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