开题报告 范例.doc

毕业论文开题报告题目堇青石微晶玻璃学院土木工程学院专业无机非金属材料工程班级学号学生姓名指导教师金彪开题日期 2014 年3月 25日《利用煤矸石制备堇青石微晶玻璃的研究》开题报告一、选题的背景与意义: (一) 课题研究来源河南省教育厅基金项目( 12A430001 )。(二) 课题研究的目的以煤矸石、菱镁矿、工业氧化铝以及辅助氧化物为原料,通过烧结法制备堇青石微晶玻璃,确定基础玻璃的核化、晶化温度及时间,并测定所制备微晶玻璃的性能。(三) 课题研究的意义煤矸石是煤层中或煤层周围渗有可燃物质的岩石, 是采煤和洗煤过程中所排除的工业废料。煤矸石一般由伊利石、高岭土等黏土质矿物相组成, 还夹杂有数量不等的炭质和碎屑如石英、长石、黄铁矿、硫铁矿及碳酸盐等矿物。从化学成分来看, 煤矸石与黏土比较相似,SiO 2的含量在50% ~60%,Al 2O 3含量偏高,有的高达40%, 与黏土不同的是含有较多的碳或硫, 烧失量大。煤矸石是煤炭工业排放的固体废渣。当前, 中国年产原煤约 10亿t, 排放的煤矸石超 1亿t 。历年堆积的煤矸石已达约 30亿t, 占用土地约 111 亿 m2, 而且在逐年增加。目前,我国煤矸石年排放量超过 400 万t的有东北、内蒙古、山东、河北、陕西、山西、安徽、河南、新疆等省和自治区。这些地区, 煤矸石储存量极大, 侵占了大量的山区和农田,已造成严重的环境污染,有必要对煤矸石进行综合利用。煤矸石可用于发电、制砖、生产水泥、作新型工业填料、制备吸附剂、开发陶粒产品、生产建材制品、生产新型陶瓷和分子筛、生产化工产品等。因此对煤矸石基本性能的研究对于煤矸石的综合利用将提供更好的理论依据。微晶玻璃是通过玻璃在加热过程中进行控制晶化而制得的一种含有大量微晶体的多晶固体材料,凭借其优越的物化性能,已在国防、航空、运输、建筑、生产、科研及生活等领域作为结构材料、技术材料、电绝缘材料、光学材料等获得广泛地应用。以堇青石微晶玻璃为代表的 MgO-Al 2O 3-SiO 2系统微晶玻璃具有良好的力学性能、电学性能和热学性能,在无机非金属材料研究中占有比较重要的地位。该系统形成的微晶玻璃具有耐热性高、膨胀系数可调范围宽、电绝缘性能良好等优点,被认为是很有发展前景的介电材料,广泛应用于电力电子工业领域。一直以来,人们对它的研究和应用开发十分活跃。目前堇青石基微晶玻璃的制备方法主要有熔融法、烧结法和溶胶-凝胶法等。从制备工艺、组成控制、晶化控制到退火处理等多方面都有了广泛研究。 3 二、国内外研究现状: (一)国内研究现状近年来国内外的许多学者都进行了堇青石微晶玻璃的研究。王艳丽[1]等人的研究表明,在未加 TiO 2 晶核剂的情况下,堇青石玻璃陶瓷为表面析晶,内部仍为透明玻璃, 主晶相为α- 堇青石,而加入 TiO 2 后,促进了系统的核化和晶化,玻璃为整体析晶,主晶相除了α- 堇青石外,还有镁铝钛酸盐相。同时,加入的 TiO 2 ,改变了系统初晶相的类型,使系统中首先析出镁铝钛酸盐相,降低了系统的析晶活化能。张为军[2]等人则认为, 堇青石基玻璃陶瓷在用作封接材料时,理想的成核剂是 P 2O 5。封接工艺常在还原气氛或中性气氛下进行,由于磷不是变价元素,因而 P 2O 5 不受还原气氛的影响,而 TiO 2 会在还原气氛下产生脱色现象。另外 P 2O 5比