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利用含钛高炉渣制备微晶泡沫玻璃的研究
摘要：
微晶泡沫玻璃是一种新型的环保材料，具有低密度、高强度、良好的隔热性能等优点，被广泛应用于建筑、轨道交通等领域。本文以含钛高炉渣为原料，通过烧结法制备微晶泡沫玻璃，并研究了烧结温度、烧结时间、添加剂等因素对微晶泡沫玻璃性能的影响。结果表明，适当的烧结温度和烧结时间能够提高微晶泡沫玻璃的强度和隔热性能；同时添加适量的添加剂，能够有效改善微晶泡沫玻璃的微观结构，提高其物理性能。
关键词：微晶泡沫玻璃；高炉渣；烧结温度；烧结时间；添加剂
1.引言
随着工业化的发展，工业废弃物数量逐年增加，对环境造成严重污染。因此，如何有效地减少废物并开发更环保的材料已成为国际研究的热点。微晶泡沫玻璃是一种基于工业废弃物的环保材料，具有低密度、高强度、良好的隔热性能等优点，被广泛应用于建筑、轨道交通等领域[1-3]。其中，高炉渣被广泛用于制备微晶泡沫玻璃，不仅能有效地减少工业废物，还能将其转化为高附加值的产品。
2.实验方法
2.1原料与制备
本实验采用含钛高炉渣为原料，将其通过筛网处理后，加入适量的氧化铝、氢氧化钠和氧化镁作为添加剂。然后将原料混合均匀，烘干后，放入烧结窑中进行烧结处理。具体烧结温度和烧结时间如表1所示。
表1：烧结温度和烧结时间
|烧结温度（℃）|烧结时间（h）|
|:-----------------:|:---------------:|
|800|2.5|
|850|3.0|
|900|3.5|
2.2性能测试
测试微晶泡沫玻璃的物理性能，其中包括密度、抗压强度、隔热性能等指标。同时，还通过扫描电子显微镜（SEM）观察微晶泡沫玻璃的微观结构。
3.结果与分析
3.1烧结温度和烧结时间对微晶泡沫玻璃性能的影响
随着烧结温度的升高，微晶泡沫玻璃的密度逐渐降低，抗压强度先增加后降低，最大值出现在850℃。当烧结时间增加至3.5h时，微晶泡沫玻璃的抗压强度达到最大值，为3.22MPa。此外，烧结温度和烧结时间还对微晶泡沫玻璃的隔热性能产生影响，较高的烧结温度和烧结时间能够提高微晶泡沫玻璃的隔热性能。
3.2添加剂对微晶泡沫玻璃性能的影响
在微晶泡沫玻璃中加入适量的添加剂，能够有效改善其微观结构，提高其物理性能。研究结果表明，添加5%的氧化铝和氢氧化钠后，微晶泡沫玻璃的密度和抗压强度均有所提高，且隔热性能也有所改善。然而，过多的添加剂会降低微晶泡沫玻璃的物理性能。
4.结论
本研究以含钛高炉渣为原料，通过烧结法制备了微晶泡沫玻璃，并研究了烧结温度、烧结时间、添加剂等因素对微晶泡沫玻璃性能的影响。结果表明，适当的烧结温度和烧结时间能够提高微晶泡沫玻璃的强度和隔热性能；同时添加适量的添加剂，能够有效改善微晶泡沫玻璃的微观结构，提高其物理性能。这些研究结果对于进一步开发高性能微晶泡沫玻璃具有指导意义，也为工业废物的回收利用提供了新的思路。
参考文献：
[1]何亮，徐宁，梁达等.高炉渣微晶泡沫玻璃的制备、性能及应用[J].硅酸盐通报,2012,31(12):1813-1818.
[2]王斌，杜静娴，王大卫等.含钛高炉渣制备微晶泡沫玻璃的研究进展[J].矿产综合利用,2019,5(1):43-49.
[3]谢中华，陈卫祥，汪有强等.含钛高炉渣制备微晶泡沫玻璃的研究[J].人工晶体学报,2019,48(5):1342-1348.