新材料兼具玻璃陶瓷和金屬性能 大幅提高管材壽命

  12月19日，內(nèi)蒙古科技大學(xué)披露：利用白云鄂博尾礦、鋼渣、鐵渣及粉煤灰等固體廢棄物研制并生產(chǎn)出500噸同時(shí)具備玻璃陶瓷與金屬性能的納米級(jí)微晶玻璃復(fù)合管材。這種新型材料目前國(guó)內(nèi)外未見報(bào)道，國(guó)家有關(guān)部門將此材料作為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)于12月10日進(jìn)行公示。

　　經(jīng)國(guó)家建材檢測(cè)中心檢測(cè)，這種微晶玻璃管材抗彎強(qiáng)度達(dá)到192兆帕（金屬性能），耐酸性大于99%，耐堿性大于97%，莫氏強(qiáng)度接近金剛石達(dá)到9級(jí)，耐磨性每平方厘米小于0.04克，體積密度每立方厘米3.2克。包頭市天龍混凝土公司試用該管材，其管道使用壽命提高了3—4倍。

　　白云鄂博礦是以稀土為特色的多金屬共生鐵礦，包鋼每年產(chǎn)生700萬(wàn)噸尾礦，同時(shí)每年排放400多萬(wàn)噸鋼渣、鐵渣，其中含有一定量的稀土、鈮、鐵等金屬元素。內(nèi)蒙古科技大學(xué)教授李保衛(wèi)，從2004年開始帶領(lǐng)課題組組建內(nèi)蒙古白云鄂博礦多金屬資源綜合利用實(shí)驗(yàn)室，研究白云鄂博尾礦、粉煤灰等固體廢棄物制備高性能微晶玻璃。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)白云鄂博尾礦、鋼渣、鐵渣殘留的鐵、鈮、稀土、螢石可作為復(fù)合晶核劑，與粉煤灰中的硅、鈣、鋁互補(bǔ)，滿足微晶玻璃的基礎(chǔ)成分要求。

　　從2009年開始，課題組采用熔融—離心鑄造法制備微晶玻璃，進(jìn)行了微晶玻璃納米晶粒的工藝控制研究，設(shè)計(jì)配方、開展實(shí)驗(yàn)，探索鐵、鈮、稀土等元素在微晶玻璃制備過(guò)程中的綜合作用機(jī)理，詳細(xì)研究退火、晶化熱處理制度與玻璃軟化、晶化制度等系統(tǒng)全面的工藝參數(shù)，建立了各種工藝參數(shù)與微晶玻璃變形缺陷之間的關(guān)系。在國(guó)家、自治區(qū)、包頭市三級(jí)科技管理部門的支持下，開發(fā)出適合生產(chǎn)微晶玻璃管材的成套裝備，優(yōu)化形成了微晶玻璃管材成型工藝，建設(shè)了一條日生產(chǎn)能力3000公斤的微晶玻璃管材中試生產(chǎn)線。