氧化锆对钢渣微晶玻璃性能影响研究

"添加氧化锆对钢渣微晶玻璃显微结构的影响 (2005年)" 这篇2005年的论文研究了在钢渣微晶玻璃中添加氧化锆（ZrO2）对其显微结构和性能的影响。微晶玻璃是一种特殊的玻璃陶瓷材料，它通过控制结晶过程来获得微米级别的晶体，从而提升材料的机械性能和光学性质。在本文中，研究者采用熔融法制备微晶玻璃，并通过X射线衍射仪（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）对样品进行分析。 研究表明，当ZrO2的质量分数为1%时，微晶玻璃的晶粒尺寸最小，这通常意味着材料的抗弯强度达到最大。这是因为晶粒细化可以增强材料的韧性，减小晶界间距，从而提高整体的机械性能。然而，随着ZrO2添加量的增加，晶粒生长受到抑制，导致晶相含量减少，这将导致微晶玻璃的抗弯强度下降。因此，ZrO2的最佳添加量被确定为质量分数1%。 钢渣是一种钢铁工业产生的废弃物，通常被用于制造水泥或道路建设，但其附加值较低。通过将其转化为微晶玻璃，可以实现更高效、环保的资源再利用。在微晶玻璃中，ZrO2作为一种常见的晶核剂，能够促进玻璃体中晶体的成核，从而影响最终产品的显微结构。此外，ZrO2还可以改善材料的物理特性，如增加硬度、提高化学稳定性，并降低热膨胀系数。 实验部分提到，钢渣主要包含氧化钙、二氧化硅和氧化铁等成分。为了补充玻璃配方中缺失的化学元素，研究者加入了纯化学试剂，并特别提到了ZrO2的中间体氧化物性质。然而，由于ZrO2会显著提高玻璃液的粘度，过量添加会导致熔制困难。 这篇论文为优化钢渣微晶玻璃的性能提供了理论依据，指出适量的ZrO2添加可以改善材料的显微结构，从而提高其力学性能。这对于废物资源的高附加值利用以及微晶玻璃材料的工业化生产具有重要的指导意义。