钢渣微晶玻璃熔融固化实验.doc

钢渣微晶玻璃熔融固化实验一 实验目的1：了解以钢渣为主要原料 ,添加其它辅助原料利用熔融法制备钢渣微晶玻璃的过程2：了解维氏显微硬度的测试方法及测试前样品的处理过程3：了解不同的热处理制度参数对显微硬度大小的影响二 实验原料与仪器1.原料钢渣，硅石粉，刚玉粉，Na2CO3，TiO22.实验仪器电子天平，碳硅棒电炉,马福炉，磨样机，砂轮机，切割机，HV-1000型显微硬度计，SFG-02-300电热恒温鼓风干燥箱。三 实验原理1.原料化学成分钢渣的成分。表1 钢渣化学成分组成SiO2CaOAl2O3MgOTFeOMnOP2O5含量（wt%）14. 5943. 190. 1510. 9822. 551. 531. 31基础玻璃的成分组成。表2 基础玻璃化学成分组成范围组成SiO2CaOAl2O3MgOFe2O3+FeONa2O+K2OB2O3其它含量（wt%）4550202651328015250. 55252.钢渣微晶玻璃熔制的工艺流程采用钢渣和辅助原料按一定比例混合均匀，高温下熔融，浇注成型。然后对玻璃进行热处理，得到微晶玻璃后进行显微硬度性能测试。具体熔制过程如下：3.维氏显微硬度测试的具体方法热处理后的微晶玻璃先进行磨样和抛光处理使其表面平整光滑，然后在HV-1000型显微硬度计下测试其维氏显微硬度。维氏金刚石压头是将压头磨成正四棱锥体，其相对两面夹角为136，采用维氏金刚石压头时，其压痕深度约为对角线长度的1/7。具体方法为：在荷载为200gf，作用时间为10秒的条件下，维氏金刚石压头在每个样品上打5个点，根据点的压痕算出5个显微硬度值取平均即为该样品的维氏显微硬度。计算公式如下：式中：d-压痕对角线长的平均值（mm） -金刚石压头相对面的夹角（136） F施加在试样上的实验力(kgf)（1kgf=9.81N）四 实验步骤1.配料的设计：钢渣：152.0g 硅石粉：116.0g 刚玉粉：18.8g Na2CO3：25.6g TiO2：7.6g 总量 320g。用电子天平称取各种配料相应的克数，然后用混样机混合均匀。（物料要先烘干）表3 该配方主要化学组分含量编号SiO2/%CaO/%Al2O3/%Na2O/%TiO2/%MgO/%P2O5/%FeO/%141. 2520. 486. 254. 722. 385. 160. 6010. 592.基础玻璃的制备：将混合均匀的物料放入碳硅棒高温电炉中按一定的升温程序熔融，熔融完后进行浇铸，之后放入温度为550oC的马氟炉中进行退火处理从而得到基础玻璃。具体升温程序为:（1）40min 室温400oC (2)40min 400oC-700oC (3) 40min 700oC-900oC (4) 30min 900oC-1000oC (5)60min 1000oC-1000oC(保温一小时)（6）30min 1000oC-1100oC (7)30min 1100oC-1200oC (8)30min 1200oC-1300oC (9)30min 1300oC-1350oC(10)60min 1350oC-1350oC(保温一小时)3.微晶玻璃的制备：得到基础玻璃后再放入马氟炉中通过不同的热处理制度得到10个微晶玻璃样品。10个样品热处理制度具体如下：1# 700 oC 1h 940 oC 2h2# 670 oC 1h 940 oC 2h3# 730 oC 1h 940 oC 2h4# 700 oC 1h 900 oC 2h5# 700 oC 1h 980 oC 2h6# 700 oC 1h 940 oC 1h7# 700 oC 1h 850 oC 2h8# 700 oC 2h 920 oC 2h9# 700 oC 1h 940 oC 3h10# 700 oC1.5h 900 oC 2h(热处理的升温速率为10 oC/min左右)4.显微硬度的测试：对所得到的微晶玻璃进行磨制（粗砂中砂细砂抛光），得到表面抛光过的微晶玻璃，进行维氏显微硬度的测试，具体测试方法如上面所讲。五 实验结果与讨论