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利用粉煤灰制备镁橄榄石微晶玻璃的研究
利用粉煤灰制备镁橄榄石微晶玻璃的研究
摘要：
镁橄榄石微晶玻璃是一种具有广泛应用潜力的材料，它具有优异的物理和化学性质。本研究采用粉煤灰为原料，通过固相法制备了镁橄榄石微晶玻璃。通过X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）和差示扫描量热法（DSC）等技术对样品的结构、形貌和热性能进行了表征。结果表明，粉煤灰中的主要化学成分SiO2、Al2O3、Fe2O3和CaO等可以与其他辅助配料形成与镁橄榄石微晶玻璃相匹配的物质体系，并且经过适当的热处理可以得到较好的显微结构。此外，粉煤灰中的无机杂质对镁橄榄石微晶玻璃的熔化温度和热膨胀系数等性能也产生了影响。本研究为利用废弃物粉煤灰制备具有高性能的镁橄榄石微晶玻璃提供了一种有效的途径。
关键词：粉煤灰；镁橄榄石微晶玻璃；固相法；X射线衍射；扫描电镜；差示扫描量热法
1.引言
镁橄榄石微晶玻璃是一种新型的无机非金属材料，其具有高强度、高抗热震性、高耐腐蚀性和低热膨胀系数等优点，广泛应用于建筑、电子、光学和医药等领域。然而，传统制备镁橄榄石微晶玻璃的方法复杂且生产成本高昂，且原材料稀缺，对环境造成不可忽视的影响。因此，寻找一种低成本、可持续的制备方法具有重要的意义。
2.实验部分
2.1材料与试剂
粉煤灰作为主要原料，辅助配料为SiO2、Al2O3、Fe2O3和CaO等。其他试剂有Na2CO3、K2CO3和B2O3等。
2.2样品制备
将粉煤灰经过粉碎、筛分之后，与其他辅助配料按一定比例混合。混合物放入高温炉中，在一定温度下进行固相反应，然后冷却，得到样品。
2.3试样表征
使用X射线衍射对样品的结构进行表征，扫描电镜观察样品的形貌，差示扫描量热法测量样品的热性能。
3.结果与讨论
3.1结构表征
X射线衍射图谱显示样品中主要存在镁橄榄石微晶玻璃相。通过SEM观察可以看到，样品呈现出典型的微晶玻璃形貌，颗粒大小均匀分布。
3.2热性能分析
DSC曲线显示样品的热膨胀系数与熔化温度等热性能指标与粉煤灰中的无机杂质含量相关。随着粉煤灰中无机杂质含量的增加，样品的熔化温度降低，热膨胀系数增加。
4.结论
本研究通过固相法利用粉煤灰制备了镁橄榄石微晶玻璃。结果表明，粉煤灰中的主要化学成分可以与其他辅助配料形成与镁橄榄石微晶玻璃相匹配的物质体系，且热处理能够得到较好的显微结构。粉煤灰中的无机杂质含量对样品的熔化温度和热膨胀系数等性能产生了影响。因此，利用粉煤灰制备镁橄榄石微晶玻璃具有一定的应用潜力，并且对于资源的合理利用和环境保护也具有积极意义。
参考文献：
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