.172 北京科技大学学报 第29卷 明显的晶体衍射特征峰，经过鉴定样品中的晶相为 石相晶体，没有出现晶相转变现象 透辉石(CaMg$i04),也就是说在930℃时出现的小 (③)根据XRD、SEM及光学显微分析等一系列 的晶体随着温度的升高得到了充分的发育生长，从 的测试分析，实验的数据和结果充分验证了以镍渣 图7（©）可看出在这个温度下晶体已经生长成以一 为主要原料制备微晶玻璃的设想是完全可行的，相 个中心辐射的“花瓣状”晶簇，每个“花瓣”代表了一 信经过进一步深入系统的研究和实践，以镍渣为主 组生长有序的晶体，“花瓣”的大小为2~4凸m·对样 要原料来制备建筑装饰用微晶玻璃将成为对固体废 品进一步升温到达950℃，保温热处理后XRD曲线 弃物镍渣进行处理的有效途径， 的晶体衍射峰强度增大且鉴定其晶体仍为透辉石， 参考文献 表现为图7(d)所显示的晶体已经得到更进一步的 生长，可以明显地看出晶体的外形为典型的透辉石 [1]韩复兴，路静贤，李小雷，等.多种矿渣微晶玻璃的研制·佛山 的斜方柱状晶形，此时晶体尺寸已经达到了10~ 陶瓷，2005(4)：8 [2]杨家宽，肖波，王秀萍.利用钢铁炉渣制备微晶玻璃技术。有 15m·从上述的测试结果可以得出以下结论：在 色金属，2005(8)：52 900~950℃这一温度范围内玻璃中析出的晶体组 [3]肖汉宁，时海霞，陈钢军.利用铬渣制备微晶玻璃的研究.湖 成为单一的透辉石相，该晶相在930℃开始出现，并 南大学学报，2005(8)：82 且随着温度的升高样品中的晶体不断长大，表现为 [4]Tanaka Y,Yamada Y,Sakabe Y,et al.Glass ceramic form indus- XRD曲线上晶体衍射特征峰的强度逐渐增大，这一 trial inorganic wastes investigation to application for building ma terials.Aichi-ken Kogyo Shidosho Hokoku.1978.14:65 升温过程中从玻璃中析出的晶体始终为透辉石晶体 [5]胡丽丽，姜中宏.玻璃析晶难易的一种新判据，硅酸盐学报 (CaMgSiO4),没有出现晶相转变现象. 1990,18(4):315 [6]杨秋红，姜中宏，玻璃析晶动力学判据研究。硅酸盐学报， 3结论 1994,22(5):419 (1)经过除铁的镍渣，加入氧化钙后经过熔制 [7]Rabinovich E M.Glass ceramic from Israeli slag and coal ash// Simmon J H.Nucleation and Crystallization of Glasses.Advances 而制得的玻璃属于CMAS体系； in Ceramics.OH:American Ceramic Society:1982:334 (2)根据DSC分析数据，引用修正的JMA法计 [8]匡敬忠，邓庚风，胡竹生，Na20-Mg0一A20sSi02系统微晶玻 算得出加入晶核剂后基础玻璃的析晶动力学参数 璃的析晶动力学研究.玻璃与塘瓷，2005,33(6)：5 k(T)为0.29，对加入晶核剂后的玻璃采取梯度温 [9]Donald I W.The crystallization kinetics of glasses based on the 度热处理保温，并采用XRD及SEM测试分析手段 cordierite composition studied by DTA and DSC.J Mater Sci. 1995,30.904 来观察、鉴定、分析在玻璃中晶体的析出、生长过程， [10]Piloyan G O,Ryabchikov I D.Novikova DS.Determination of 一系列的分析结果表明：基础玻璃从930℃开始析 activation of chemical by different thermal analysis.Nature. 出透辉石相晶体，随着温度升高，晶体的尺寸逐渐增 1968,212,1229 大，在这一过程中从玻璃中析出的晶体始终为透辉 Crystallization kinetics and process of the glass-ceramic produced by nickel slag MA Mingsheng,NI Wen,WANG Yali Civil and Environmental Engineering School,University of Science and Technology Beijing.Beijing 100083.China ABSTRACI The glass-ceramic was produced by nickel slag as primary raw material.The crystallization pro- cess of the glass"ceramic was analyzed and the crystallization temperature was determined by DSC.The activa- tion E and erystallization kinetic parameter(T)of the glass added 2%Cr203 by weight as nucleation agent were calculated by the modified Johnson-Mehl-Avrami (JMA)method,and the results were 371.1kJ'moland 0.29,respectively.The characters of crystals appearing in glass were analyzed by XRD.SEM and optical mi- croscope observation methods.It is show n that the crystallization process is observed between 930C and 950C, and the size of crystals is 10~15/m after heat treatment at 950C for 30min. KEY WORDS nickel slag:glass-ceramic;crystallization process;kinetic parameter明显的晶体衍射特征峰‚经过鉴定样品中的晶相为 透辉石（CaMgSiO4）‚也就是说在930℃时出现的小 的晶体随着温度的升高得到了充分的发育生长‚从 图7（c）可看出在这个温度下晶体已经生长成以一 个中心辐射的“花瓣状”晶簇‚每个“花瓣”代表了一 组生长有序的晶体‚“花瓣”的大小为2～4μm．对样 品进一步升温到达950℃‚保温热处理后 XRD 曲线 的晶体衍射峰强度增大且鉴定其晶体仍为透辉石‚ 表现为图7（d）所显示的晶体已经得到更进一步的 生长‚可以明显地看出晶体的外形为典型的透辉石 的斜方柱状晶形‚此时晶体尺寸已经达到了10～ 15μm．从上述的测试结果可以得出以下结论：在 900～950℃这一温度范围内玻璃中析出的晶体组 成为单一的透辉石相‚该晶相在930℃开始出现‚并 且随着温度的升高样品中的晶体不断长大‚表现为 XRD 曲线上晶体衍射特征峰的强度逐渐增大‚这一 升温过程中从玻璃中析出的晶体始终为透辉石晶体 （CaMgSiO4）‚没有出现晶相转变现象． 3 结论 （1） 经过除铁的镍渣‚加入氧化钙后经过熔制 而制得的玻璃属于 CMAS 体系； （2） 根据 DSC 分析数据‚引用修正的 JMA 法计 算得出加入晶核剂后基础玻璃的析晶动力学参数 k（ Tp）为0∙29．对加入晶核剂后的玻璃采取梯度温 度热处理保温‚并采用 XRD 及 SEM 测试分析手段 来观察、鉴定、分析在玻璃中晶体的析出、生长过程． 一系列的分析结果表明：基础玻璃从930℃开始析 出透辉石相晶体‚随着温度升高‚晶体的尺寸逐渐增 大‚在这一过程中从玻璃中析出的晶体始终为透辉 石相晶体‚没有出现晶相转变现象． （3） 根据 XRD、SEM 及光学显微分析等一系列 的测试分析‚实验的数据和结果充分验证了以镍渣 为主要原料制备微晶玻璃的设想是完全可行的．相 信经过进一步深入系统的研究和实践‚以镍渣为主 要原料来制备建筑装饰用微晶玻璃将成为对固体废 弃物镍渣进行处理的有效途径． 参 考 文 献 ［1］ 韩复兴‚路静贤‚李小雷‚等．多种矿渣微晶玻璃的研制．佛山 陶瓷‚2005（4）：8 ［2］ 杨家宽‚肖波‚王秀萍．利用钢铁炉渣制备微晶玻璃技术．有 色金属‚2005（8）：52 ［3］ 肖汉宁‚时海霞‚陈钢军．利用铬渣制备微晶玻璃的研究．湖 南大学学报‚2005（8）：82 ［4］ Tanaka Y‚Yamada Y‚Sakabe Y‚et al．Glass-ceramic form indus￾trial inorganic wastes-investigation to application for building ma￾terials．Aich-i ken Kogyo Shidosho Hokoku‚1978‚14：65 ［5］ 胡丽丽‚姜中宏．玻璃析晶难易的一种新判据．硅酸盐学报‚ 1990‚18（4）：315 ［6］ 杨秋红‚姜中宏．玻璃析晶动力学判据研究．硅酸盐学报‚ 1994‚22（5）：419 ［7］ Rabinovich E M．Glass-ceramic from Israeli slag and coal ash∥ Simmon J H．Nucleation and Crystallization of Glasses．Advances in Ceramics．OH：American Ceramic Society‚1982：334 ［8］ 匡敬忠‚邓庚凤‚胡竹生．Na2O－MgO－Al2O3－SiO2 系统微晶玻 璃的析晶动力学研究．玻璃与搪瓷‚2005‚33（6）：5 ［9］ Donald I W．The crystallization kinetics of glasses based on the cordierite composition studied by DTA and DSC．J Mater Sci‚ 1995‚30：904 ［10］ Piloyan G O‚Ryabchikov I D‚Novikova D S．Determination of activation of chemical by different thermal analysis．Nature‚ 1968‚212：1229 Crystallization kinetics and process of the glass-ceramic produced by nickel slag MA Mingsheng‚NI Wen‚WA NG Y ali Civil and Environmental Engineering School‚University of Science and Technology Beijing‚Beijing100083‚China ABSTRACT The glass-ceramic was produced by nickel slag as primary raw material．The crystallization pro￾cess of the glass-ceramic was analyzed and the crystallization temperature was determined by DSC．The activa￾tion E and crystallization kinetic parameter k（ Tp） of the glass added2％ Cr2O3 by weight as nucleation agent were calculated by the modified Johnson-Meh-l Avrami （JMA） method‚and the results were371∙1kJ·mol －1and 0∙29‚respectively．The characters of crystals appearing in glass were analyzed by XRD‚SEM and optical mi￾croscope observation methods．It is shown that the crystallization process is observed between930℃ and950℃‚ and the size of crystals is10～15μm after heat treatment at 950℃ for30min． KEY WORDS nickel slag；glass-ceramic；crystallization process；kinetic parameter ·172· 北 京 科 技 大 学 学 报 第29卷