论文部分内容阅读
本课题是以工业废弃物稻壳灰的综合利用为基础而展开。目前一些生物质能电厂利用稻壳燃烧进行发电,这就会产生了大量的工业废弃物稻壳灰,如何能综合利用稻壳灰,降低其污染,以形成生物质-发电-原材料(为其他行业提供廉价的原料)的循环经济产业链,是目前电厂面临的一大问题。本文采用炭黑与电厂废弃物稻壳灰为原料,利用碳热还原反应合成Sialon/SiC和Si3N4/SiC陶瓷复合粉体,借助综合热分析、XRD、SEM等检测技术,研究了不同原料配比及合成温度对复合粉体的物相组成和显微结构的影响,并对其反应机理进行分析;同时对合成的复合粉体的抗氧化性能进行测试;以自制的稻壳灰为原料合成复合粉体,添加不同金属元素化合物,研究了不同杂质元素(Al、Fe、Ca)对复合粉体物相和显微结构的影响。结果表明:(1)以炭黑和电厂稻壳灰为原料,通过碳热还原反应合成Sialon/SiC和Si3N4/SiC陶瓷复合粉体。当合成温度在1500℃1580℃时,SiO2:C配比在1:1与1:6之间可以制备出Sialon/SiC和Si3N4/SiC陶瓷复合粉体。合成的β-Si3N4为短柱状,长度约为47μm左右。SiC为不规则的长条状。物相是穿插、交错生长。温度和碳含量对合成复合陶瓷粉体影响较大。(2)稻壳灰与炭黑经高温煅烧后合成的Sialon/SiC粉体,在空气中起始氧化温度为1118℃被氧化,到1500℃的增重为13.68%;合成的Si3N4/SiC粉体在空气中的起始氧化温度为603℃,在空气中到1500℃的增重为13.2%。(3)以自制的稻壳灰为原料,当外加1.12%26.62%的Al2O3,合成温度为1500℃时,发现复合粉体中有Sialon相存在,当合成温度为1550℃时,Sialon相消失;当外加0.67%10.5%的Fe2O3,经1500℃、1550℃煅烧后,微量Fe元素的参与,可以大大降低SiC的生成温度,SiC为不规则的长条状结构;当外加1.06%15.1%的CaO,经1500℃煅烧后发现Ca元素的引入对于复合粉体的物相影响不明显,得到Si3N4为短柱状结构。