TiO2对镁钙材料抗水化性能的影响

.4 硅酸盐水泥熟料的组成2.4.1 熟料的化学组成硅酸盐水泥熟料主要由CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3四种氧化物组成，含量占95%以上，此外还有少量其它氧化物。

四种主要氧化物含量的波动范围为：CaO 62～67% SiO220～24%Al2O34～7% Fe2O32.5～6.0%水泥熟料中各氧化物的含量对水泥的性质有极大影响，从氧化物的含量，大致可推断水泥的性质。

2.4.2 熟料的矿物组成硅酸盐水泥熟料中主要由以下四种矿物组成：硅酸三钙3CaO•SiO2，通常简写为C3S；硅酸二钙2CaO•SiO2，通常简写为C2S；铝酸三钙3CaO•Al2O3，通常简写为C3A；铁铝酸四钙4CaO•Al2O3•Fe2O3，通常简写为C4AF。

这四种主要矿物组成决定硅酸盐水泥的主要性质，在硅酸盐水泥熟料中，四种矿物占95%以上，C3S和C2S含量约占75%左右，称为硅酸盐矿物；C3A和C4AF约占22%左右，它们在1250～1280℃会熔融形成液相，促进C3S形成，称为熔剂矿物。

通常硅酸盐水泥熟料中，以上四种矿物组成含量波动范围如下：C 3S 37～60% C2S 15～37%C 3A 7～15% C4AF 10～18%另外，还有少量的游离氧化钙（f－CaO）、方镁石（结晶氧化镁）、含碱矿物和玻璃体等。

2.4.3 熟料的物理性能要求水泥熟料的性能在很大程度上决定了水泥的性能，熟料是水泥厂的半成品，近年来也越来越多地作为商品出售。

JC/853－1999对硅酸盐水泥熟料的物理性能提出了具体要求：初凝时间不得早于45min，终凝时间不得迟于390min；沸煮法检验安定性合格；熟料应不带有杂物，运输和储存应不与其他物品相混杂。

2.4.4 化学成分与矿物组成间的关系熟料中的主要矿物由各主要氧化物经高温煅烧化合而成，熟料矿物组成取决于化学组成，控制合适的熟料化学成分是获得优质水泥熟料的中心环节，根据熟料化学成分也可推测出熟料中各矿物的相对含量高低。

MgO-CaO-TiO2体系介电常数调节及其谐振频率温度系数优化摘要：采用固相烧结法制备了复合钛酸镁介质材料xMg 2TiO 4-(0.95-x)MgTiO 3-0.05CaTiO 3，数据表明，随着x 增大，介电常数呈现降低趋势，频率温漂系数变负，同时品质因数呈现先增大后减小趋势，当x=0.20时，对应介质陶瓷Er=20.34，Q·f=72153，T f （25～85℃）=-3.75ppm/℃。

为使频率温度系数更接近零，探究了0.2Mg 2TiO 4-0.75MgTiO 3-yCaTiO 3体系y 变化的影响；数据表明当y=0.056时，Er=20.50，Q·f=69768，T f （25～85℃）=0.94ppm/℃，其Q·f 值远高于0.95MgTiO 3-0.05CaTiO 3体系，具有较好的应用前景。

关键词：介电常数；品质因数；谐振频率温度系数； 1 引言微波介质陶瓷的介电性能的重要参数：介电常数（Er ）、品质因数（Q·f）、谐振频率温度系数。

钛酸镁体系中存在偏钛酸镁、二钛酸镁、正钛酸镁晶相[1][2][3]，表1是三种晶相和钛酸钙晶相的电性能参数，为达到体系谐振频率温度系数为0，体系中通常会加入钛酸钙、钛酸锶。

颜海洋[4]等加入钛酸钙调整钛酸镁系统的温度系数以使其趋近于零，同时向系统中加入玻璃，改善了MCT 系统的烧结并改善其介电性能[4]。

Chun ya Luo 等[5]采用预先烧结的钛酸镁粉体制备了0.95MgTiO 3-0.05CaTiO 3陶瓷，其介电性能优于以原粉为原料的工艺，利用制备的陶瓷材料设计了微波贴片天线，在中心频率2.8GHz 下测得的4.83%带宽，回波损耗≤-3db 。

Hao Li 等[6]采用常规固相反应法合成了Mg 2(Ti 1-x Sn x )O 4陶瓷，研究了Sn 取代对Mg 2(Ti 1-x Sn x )O 的结构、微观结构和微波介电性能的影响，X 射线衍射证实了固溶体的形成，在1，510℃烧结4h 后，Mg 2(Ti 0.8Sn 0.2)O 4陶瓷获得了良好的微波介电性能(Er=12.18，Q·f=170，130ghz ，T f =-51.7ppm/℃)，说明Sn 的B 位取代可以适当复合钛酸镁体系的介电常数。

耐火材料名词释义o化学式：Al2O3o中文名：白刚玉o详细信息：白刚玉(White Fused Alumina)是以氧化铝粉为原料，经高温熔炼而成。

呈白色，硬度比棕刚玉略高，韧性稍低。

用其制作的磨具适用于高碳钢、高速钢和淬火钢等的磨削。

也可研磨抛光材料，还可作精密铸造型砂、喷涂材料、化工触媒、特种陶瓷、高级耐火材料等。

o化学式：CaMg[CO3]2o中文名：白云石o详细信息：碳酸盐矿物。

成分为CaMg[CO3]2，常有铁、锰等类质同象代替镁。

当铁或锰原子数超过镁时，称为铁白云石或锰白云石。

三方晶系，晶体呈菱面体，晶面常弯曲成马鞍状，聚片双晶常见。

集合体通常呈粒状。

纯者为白色；含铁时呈灰色；风化后呈褐色。

玻璃光泽。

菱面体解理完全。

莫氏硬度3.5～4。

比重2.85～3.2。

遇冷稀盐酸时缓慢起泡。

是组成白云岩的主要矿物。

o化学式：xCaCO3·yMgCO3o中文名：白云石砖o详细信息：白云石砖（ navigationsearch，dolomite brick）是由煅烧过的白云石砂制成的耐火材料制品。

通常含氧化钙(CaO)40％以上,氧化镁(MgO)35％以上,还含有少量的氧化硅(SiO2)、氧化铝(Al2O3)、三氧化二铁(Fe2O3)等杂质。

天然白云石的CaO／MgO比波动较大，若砖中的CaO ／MgO比小于1.39，则称为镁质白云石砖。

o化学式：Al2O3o中文名：单晶刚玉o详细信息：单晶刚玉（Monocrystalline Fused Alumina）是以铝矾土为主要原料，配加适量的硫化物，经高温熔炼而成。

呈灰白色或浅土黄色，硬度高、韧性大。

采用特殊工艺生产，各粒度品为自然结晶产生，而非机械粉碎结果。

是一种韧性非常好的耐热高档研磨材料，用于制作高级切割和研磨工具，适用于高钒高速钢，奥氏体不锈钢，钛合金等高硬度，高韧性材料的磨削，特别是用于干磨和易变形易烧伤工件的磨削加工。

单晶刚玉各项理化指标：化学成份： Al2O3 99%--99.72% (GB10174-88标准)，粒度组成： 24#--240#(GB2477-83标准)，抗压强度： 30.7N 模压法： 69.25%--82.57%，韧性： 64.9% ，颗粒密度： 3.96-3.99 g/cm2 ，磁性物： 94.6%。

专题含钛高炉渣的利用（西安建筑科技大学冶金工程学院，西安710055）摘要：本文介绍了我国含钛高炉渣做了一个总体的介绍，并且从非提取钛与提取钛两个方面介绍了目前的研究对含钛高炉渣的利用方法，最后对含钛高炉渣的前景做了分析。

关键词：含钛高炉渣，成分，利用1.含钛高炉渣的概述含钛高炉渣是冶炼钒钛磁铁矿产生的高炉渣。

含钛高炉渣一般由CaO、MgO、Si02、A1203和Ti02等组成，根据渣中TiO2：含量由低到高可以分为：低钛含钛高炉渣(Ti02<10％)、中钛含钛高炉渣(Ti0210％-15％)和高钛含钛高炉渣(渣中TiO2达24％左右)。

含钛高炉渣经过富集形成一种含TiO2：较高的富钛料，TiO2含量一般大于90％。

这种富钛料便于分离或提取金属钛。

国外高炉冶炼使用的钛铁矿石含钛量较低，一般含Ti02不超过3％～4％，其高炉渣中所含的TiO2一般都低于10％。

因此，不需要特殊的加工处理，完全可按普通高炉渣加以利用。

我国铁矿石资源多为伴生矿，尤其在攀枝花和承德等地冶炼钒钛矿时产生的钒钛矿高炉渣，每年排出几百万吨，其中有部分含钛5%以下的矿渣用做水泥掺合料，还有一些生产矿渣碎石以及膨胀矿渣珠。

我国含钛高炉渣主要化学成分：2.高钛高炉渣非提取钛方面的利用2.1 用作建筑材料普通的炉渣由于TiO2含量低，可以直接用于生产水泥，而高炉渣中TiO2含量高，使它在这方面的应用变得困难。

有研究表明，活化的高钛高炉渣可用于生产钛矿渣硅酸盐水泥。

含钛高炉渣在建筑方面的另一个重要应用是作为普通混凝土的骨料。

含钛高炉渣分为重矿渣和水淬渣，重矿渣化学成分稳定，破碎后可用作普通混凝土的骨料，其性能满足使用要求。

水淬渣的物理性能和力学性能接近天然砂，且比天然砂的强度高、棱角完整，可代替天然砂配制水泥砂浆用于建筑工程，将活化后的含钛高炉渣也可用作水泥掺和料。

2.2 用含钛高炉渣制备光催化材料。

有资料显示，冶炼过程能够使钛资源进行一次富集，从而使一开始品位较低的钛资源得到了很好的富集。

二氧化钛薄膜的研究进展引言TiO2是一种性能稳定的半导体材料，具有氧化活性高，对人体无毒害、成本低和无污染等特点，在许多领域有广泛的用途。

TiO2薄膜具有良好的化学稳定性、电学性能、优良的光催化特性和亲水性，使其在污水处理、空气净化、电子材料、光学材料、生物材料和金属表面防护等方面呈现出巨大应用潜力。

目前，TiO2薄膜的制备方法有很多，大体可以分为两大类：物理法和化学法。

物理法主要是利用高温产生的物质蒸发或电子、离子、光子等高能粒子的能量所造成的靶物质溅射等方法，在衬底上形成所需要的薄膜；化学法是利用化学反应在基片上形成薄膜的方法。

[1]制备方法1 溶胶-凝胶法溶胶－凝胶法就是用含高化学活性组分的化合物作前驱体，在液相下将这些原料均匀混合，并进行水解、缩合化学反应，在溶液中形成稳定的透明溶胶体系，溶胶经陈化胶粒间缓慢聚合，形成三维空间网络结构的凝胶，凝胶网络间充满了失去流动性的溶剂，形成凝胶。

凝胶经过干燥、烧结固化制备出分子乃至纳米亚结构的材料。

溶胶-凝胶法制备TiO2薄膜一般以钛醇盐及其相应的溶剂为原料，加入少量水和络合剂，经搅拌和陈化后形成溶胶，然后利用浸渍-提拉法、旋转涂层或喷涂等方法涂在基片表面，经过焙烧后形成薄膜。

常用的钛醇盐主要有：钛酸乙酯、钛酸四异丙酯、钛酸丁酯、钛酸四丁酯、四氯化钛和三氯化钛等等。

姚敬华等[2]人以钛白粉厂价格低廉的偏钛酸为原料,采用溶胶-凝胶法,结合微乳化技术和共沸蒸馏的工艺路线,制备了纳米锐钛矿型TiO2粉体。

用电镜(TEM)及X射线衍射(XRD)技术进行了表征。

结果表明:TiO2结晶良好,分布均匀,无团聚现象。

将一定量偏钛酸和NaOH按一定量比混合,再按一定固液比用水稀释,搅拌均匀后转入蒸馏瓶中,在沸腾状态下回流2 h后转入烧杯.在搅拌条件下,缓慢加入一定体积的浓硝酸至沉淀溶解,得到浅白色半透明状溶液。

在此溶液中加入一定体积的8%DBS溶液和二甲苯,搅拌30 min静置,液体分为3层(3相),取中间相进行蒸馏,至馏出液中不分层为止,过滤,将滤渣在80℃烘 4 h后,放入茂福炉,在650℃下灼烧3 h后得纳米TiO2微粒。

新型水化硅酸镁水泥及镁基水泥的性能研究近年来，在国家大力倡导“可持续发展”的绿色环境下，水泥工业作为“高污染，高排放，高消耗”的产业，势必要改善传统的生产模式，向着“低耗能，低污染，低排放”的方向迈进。

在新型低碳经济的引导下，我国建材科学工作者们也在积极寻求新型建材替代传统建材，镁基水泥由于其耗能少，碳排放量低等环保特性逐渐受到人们的关注和青睐。

自然界中丰富的镁质资源为镁水泥的发展提供了有利条件，镁元素是地壳中含量较多的第八大元素，约占地壳质量的2.3%，主要存在于菱镁矿、白云石和硅酸盐矿物中。

此外，海水中也存在丰富的镁质资源，平均浓度为1300ppm。

2003年，澳大利亚科学家Harrison以普通硅酸盐水泥，氧化镁和粉煤灰为原料研发了镁水泥并申请专利，这种水泥在硬化过程中会吸收CO2，为镁基水泥的发展打开了新途径。

据国外媒体报道，英国“Novacem”公司发明了一种镁硅酸盐水泥，每吨水泥会吸收0.1t的CO2，而普通标准水泥会释放0.4t的CO2。

这种镁硅酸盐水泥受到环保人士的热烈欢迎。

文章就新型水化硅酸镁水泥的制备，低碱度，碳负性特点加以说明，并对传统的镁质胶凝材料及改性作简要综述1 新型水化硅酸镁水泥水化硅酸镁水泥是近几年新发展起来的一种新型水硬性水泥，以硅灰与轻烧氧化镁为原料，遇水后水化生成水化硅酸镁凝胶，简写M-S-H，由于其耗能少，污染低，碳负性，碱度低等生态型特点而受到环保组织的欢迎。

1.1 原材料1.1.1 硅灰硅灰（Silica fume）是铁合金在冶炼硅铁和工业硅（金属硅）时，矿热电炉内产生出大量挥发性很强的气体，气体排放后与空气迅速氧化冷凝沉淀而成的工业副产品，主要成分是SiO2，呈极细的玻璃球状，作为混凝土的特效掺合料，能明显改善混凝土的性能。

1.1.2 轻烧氧化镁轻烧氧化镁亦称苛性苦土，活性镁砂。

是一种由天然菱镁矿石、水镁石和由海水或卤水中提取的氢氧化镁Mg（OH）2，经700～1000℃温度下煅烧所得，当煅烧温度超过1400℃时，所得煅烧产品的结晶度较高，比表面积较小，活性较低，称为重烧氧化镁，在耐火材料中应用广泛。

以MnO2-TiO2-MgO为添加剂注浆成型低温烧结Al2O3陶瓷采用注浆成型方法,通过加入MnO2-TiO2-MgO复相添加剂,在1350℃空气气氛中常压烧结,获得了相对密度最大为95.7%的氧化铝陶瓷。

研究了MnO2-TiO2-MgO复相添加剂对氧化铝陶瓷显微结构与力学性能的影响。

在添加质量分数为3%MnO2,0.5%MgO的情况下,比较添加不同质量分数的TiO2（1.0～3.0%）对氧化铝陶瓷烧结性能的影响。

通过对比发现,该复相添加剂能有效降低氧化铝陶瓷的烧结温度,在同一温度下,随着TiO2的增加,烧结体密度也随之增加,强度也有明显差别。

结果表明,1350℃下Al2O3＋0.5%MgO＋3%MnO2＋1.5%TiO2体系烧结效果最好,断口为沿晶断裂,无明显气孔,晶粒分布均匀,平均粒径为2μm,无晶粒异常长大现象。

烧结体密度达到3.80g/cm^3,抗弯强度为243MPa。

结果表明,添加TiO2 5%、在1300oC时的常压烧结密度可达到理论值的97%.固定CuO(0.4%)和TiO2(4%)的添加量、改变TiO2(0--32%)和CuO(0--3.2%)的添加量(质量分数, 下同), 研究了CuO--TiO2复合助剂对氧化铝陶瓷烧结性能、微观结构、物相组成以及烧结激活能的影响, 以揭示复合助剂的低温烧结机理。

结果表明, 在1150--1200℃TiO2固溶入Al2O3生成Al2Ti7O15相, 并生成大量正离子空位提高了扩散系数, 从而以固相反应烧结的作用机理促进了氧化铝陶瓷的致密化; TiO2在Al2O3中的极限固溶度为2%--4%, 超过固溶极限的TiO2对陶瓷烧结没有促进作用; 添加适量的CuO(0.4%)可将TiO2在Al2O3中的固溶温度降低到1100℃以下, 并以液相润湿作用促进氧化铝陶瓷的致密烧结。

陶瓷烧结激活能的计算结果定量地印证了上述烧结机理; 当在Al2O3中添加4%的TiO2和2.4%的CuO,可将烧结激活能降低到54.15 kJ ? mol-1。