.1292· 工程科学学报.第41卷，第10期 文献中制备的微晶玻璃.将其与耐磨材料铸石行业 果如图5所示.由图5(a)可以看出，S1、2和S3样 标准(JC514.1一1993)进行对比可知，最优样品的 品主晶相都为透辉石(diopside),副品相为普通辉石 抗折强度达到铸石国标3倍，抗压强度达到铸石国 (augite)、斜顽辉石(clinoenstatite).但S1l样品制备 标2倍，因此可替代铸石应用于工业领域，用作耐磨 的微晶玻璃样品在20=32.36°出现明显较高强度 铸板、楼梯、过道或仓库地坪等 的衍射峰，通过X射线衍射与能谱分析确定析出的 表2样品与国标要求性能的对比 晶相为镁橄榄石(forsterite)相的主峰，其矿物的单 Table 2 Comparison between performance of different samples and re- 晶峰如图5(b)所示.比较S1、S2和S3样品可知， quirement of standard 随着电炉镍铁渣掺入量的增加，高炉渣掺入量的减 抗折强度/抗压强度/ 性能 少，透辉石(diopside)、斜顽辉石(clinoenstatite)增 MPa MPa 加，普通辉石(augite)减少，随着电炉镍铁渣继续增 本实验样品 210 1162 加，斜顽辉石(clinoenstatite)增加，出现镁橄榄石 微品玻璃行业标准要求(JCT872一2000) >30 (forsterite)相，变化的原因可能是电炉镍铁渣的增 其他文献中制备的微品玻璃1,18-0】 100-120600~800 加导致原料中氧化镁含量增加，致使Mg0易与Si0, 铸石行业标准要求(JC514.1一1993) >63.7 >588 结合形成MgSiO,:随着Mg2+含量的继续增加，会使 2.2晶相分析 硅氧四面体趋向于聚合成较小的岛状硅酸盐，出现 2.2.1不同炉渣摻量样品的品相分析 镁橄榄石(forsterite). 对S1、S2和S3样品进行X射线衍射分析，结 结合图3微晶玻璃样品力学性能分析可知，当 (a) 一透辉石 b一辉石 (b) c一斜顽辉石 山镁橄榄石 透辉石 b b 人M c 辉石 斜顽辉石 d 镁橄榄石 ddd S3 人M从人 从九入 20 30 405060 70 20 30 40 50 60 70 20) 20/) 图5样品X射线衍射分析.()不同炉渣掺量样品的X射线衍射比较，其中箭头表示特征峰的位置：(b)纯矿物单品相X射线衍射峰比较 Fig.5 XRD analysis of the samples:(a)comparison among different samples (the arrows indicate the positions of characteristic peaks);(b)XRD comparison among pure minerals S3样品中出现镁橄榄石(forsterite)时，样品的力学 不同的Ti02含量.对S1、S6和S7样品进行X射线 性能显著下降.而随着电炉镍铁渣含量增加，样品 衍射分析，结果如图7所示 中仅析出辉石族矿物时，其机械性能更优 由图7可以看出，这些样品晶相一致，主晶相为 2.2.2不同Mg2+含量样品晶相分析 透辉石(diopside)、普通辉石(augite)和斜顽辉石 对S2、S4和S5样品进行X射线衍射分析，结 (clinoenstatite).这说明加入一定量的TiO,晶核剂 果如图6所示.由图6可以看出，随着Mg2+含量的 不会改变微晶玻璃晶相种类.但从图7中可以看 增加，斜顽辉石(clinoenstatite)的相对衍射峰强度不 出，加入Ti02质量分数达到2%后，透辉石(diop- 断增加，透辉石(diopside)的衍射峰强度先升高后降 side)和斜顽辉石(clinoenstatite)衍射峰强度升高， 低，并在S5样品中出现镁橄榄石(forsterite)相，这与上 普通辉石(augite)衍射峰强度降低.再增加TiO2含 述增加电炉镍铁渣掺量规律基本一致.结合力学性能 量后，各衍射峰强度均降低.通常T0,含量的加入 图3分析，证明样品中仅析出辉石族矿物时，其机械性 可以促进玻璃的分相，使玻璃的稳定性大大降低，有 能更优，而一旦析出镁橄榄石，则会降低其力学性能 利于析品，因此，这也是透辉石(diopside)析出量增 2.2.3不同Ti02含量样品品相分析 加的一个可能原因.但当T02过量后，分相大量形 S1、S6和S7样品具有相同的基础组成，但具有 成，有生成钛酸钙等矿物的趋势，阻碍了辉石晶核的工程科学学报,第 41 卷,第 10 期 文献中制备的微晶玻璃. 将其与耐磨材料铸石行业 标准(JC 514郾 1—1993)进行对比可知,最优样品的 抗折强度达到铸石国标 3 倍,抗压强度达到铸石国 标 2 倍,因此可替代铸石应用于工业领域,用作耐磨 铸板、楼梯、过道或仓库地坪等. 表 2 样品与国标要求性能的对比 Table 2 Comparison between performance of different samples and re鄄 quirement of standard 性能 抗折强度/ MPa 抗压强度/ MPa 本实验样品 210 1162 微晶玻璃行业标准要求(JCT 872—2000) > 30 — 其他文献中制备的微晶玻璃[11,18鄄鄄20] 100 ~ 120 600 ~ 800 铸石行业标准要求(JC 514郾 1—1993) > 63郾 7 > 588 2郾 2 晶相分析 2郾 2郾 1 不同炉渣掺量样品的晶相分析 对 S1、S2 和 S3 样品进行 X 射线衍射分析,结 果如图 5 所示. 由图 5(a)可以看出,S1、S2 和 S3 样 品主晶相都为透辉石(diopside),副晶相为普通辉石 (augite)、斜顽辉石( clinoenstatite). 但 S1 样品制备 的微晶玻璃样品在 2兹 = 32郾 36毅出现明显较高强度 的衍射峰,通过 X 射线衍射与能谱分析确定析出的 晶相为镁橄榄石( forsterite) 相的主峰,其矿物的单 晶峰如图 5( b)所示. 比较 S1、S2 和 S3 样品可知, 随着电炉镍铁渣掺入量的增加,高炉渣掺入量的减 少,透辉石( diopside)、斜顽辉石( clinoenstatite) 增 加,普通辉石(augite)减少,随着电炉镍铁渣继续增 加,斜顽辉石 ( clinoenstatite) 增加, 出现镁橄榄石 (forsterite)相,变化的原因可能是电炉镍铁渣的增 加导致原料中氧化镁含量增加,致使 MgO 易与 SiO2 结合形成 MgSiO3 ;随着 Mg 2 + 含量的继续增加,会使 硅氧四面体趋向于聚合成较小的岛状硅酸盐,出现 镁橄榄石(forsterite). 结合图 3 微晶玻璃样品力学性能分析可知,当 图 5 样品 X 射线衍射分析. (a)不同炉渣掺量样品的 X 射线衍射比较,其中箭头表示特征峰的位置;(b)纯矿物单晶相 X 射线衍射峰比较 Fig. 5 XRD analysis of the samples:(a) comparison among different samples (the arrows indicate the positions of characteristic peaks); (b) XRD comparison among pure minerals S3 样品中出现镁橄榄石( forsterite)时,样品的力学 性能显著下降. 而随着电炉镍铁渣含量增加,样品 中仅析出辉石族矿物时,其机械性能更优. 2郾 2郾 2 不同 Mg 2 + 含量样品晶相分析 对 S2、S4 和 S5 样品进行 X 射线衍射分析,结 果如图 6 所示. 由图 6 可以看出,随着 Mg 2 + 含量的 增加,斜顽辉石(clinoenstatite)的相对衍射峰强度不 断增加,透辉石(diopside)的衍射峰强度先升高后降 低,并在 S5 样品中出现镁橄榄石(forsterite)相,这与上 述增加电炉镍铁渣掺量规律基本一致. 结合力学性能 图3 分析,证明样品中仅析出辉石族矿物时,其机械性 能更优,而一旦析出镁橄榄石,则会降低其力学性能. 2郾 2郾 3 不同 TiO2 含量样品晶相分析 S1、S6 和 S7 样品具有相同的基础组成,但具有 不同的 TiO2 含量. 对 S1、S6 和 S7 样品进行 X 射线 衍射分析,结果如图 7 所示. 由图 7 可以看出,这些样品晶相一致,主晶相为 透辉石( diopside)、普通辉石( augite) 和斜顽辉石 (clinoenstatite). 这说明加入一定量的 TiO2 晶核剂 不会改变微晶玻璃晶相种类. 但从图 7 中可以看 出,加入 TiO2 质量分数达到 2% 后,透辉石( diop鄄 side)和斜顽辉石( clinoenstatite) 衍射峰强度升高, 普通辉石(augite)衍射峰强度降低. 再增加 TiO2 含 量后,各衍射峰强度均降低. 通常 TiO2 含量的加入 可以促进玻璃的分相,使玻璃的稳定性大大降低,有 利于析晶,因此,这也是透辉石(diopside)析出量增 加的一个可能原因. 但当 TiO2 过量后,分相大量形 成,有生成钛酸钙等矿物的趋势,阻碍了辉石晶核的 ·1292·