成果简介
开发出玄武岩拉制纤维可行性评价的理论分析矩阵。通过计算能评判玄武岩原料的级别,并通过实验研究对矩阵进行了验证。该矩阵为玄武岩纤维生产厂筛选原料具有实际应用价值。
背景介绍:连续玄武岩纤维的生产离不开SiOz-MgO-CaO-Al?O? 多元体系高温相图。目前尚无 Di-An-Fo-SiO? 体系中Di-Fo-SiO? 面沿着An方向的实验数据,而这一区域液相面的走向对纤维拉丝极为重 要。熔体粘度(?)调控是玄武岩纤维拉制的关键,排除熔体端员组分(活度)、温度 (T) 的影响之外, 氧逸度 (fO2) 等环境因素对η的影响也极大。基于Adam-Gibbs 粘度计算公式及最新的VFT 方程需要熔体 结构弛豫时间 (t), 扩散活化能 (Ei), 位型熵 (sc) 及非桥氧比例 (NBO/T 值)等参数,但该类参数在 富FeO 硅酸盐体系尚无报道,解决这类问题可从熔体结构入手。基于相图学,本课题组开发出玄武岩拉制 纤维可行性评价的理论分析矩阵,通过分析铁偏离系数、钙碱钠碱、酸度偏离系数、粘度偏离系数等指标 评价,能获得玄武岩原料等级。本组实验发现尖晶石 (MgFezO?) 在玄武岩熔体结晶过程中是亚稳相,即 在某一温度区间生成,可以通过组分调配,冷却工艺等步骤,实现尖晶石细小化,提升强度。实验结论与 理论分析相符合,故该矩阵为玄武岩纤维生产厂筛选原料具有实际应用价值。
科研团队
材料科学与工程学院苗世顶教授科研团队
应用领域
矿物加工领域