无机材料测试技术论文.docVIP

摘 要：以铝矾土、烧高岭为主要原料，烧白云石、氧化铁、锰等为辅助原料，在实验室研制出高性能的石油支撑剂。本文采用XRD和SEM测试技术，对成品性能进行了初步分析。 关键词：支撑剂、铝矾土、晶相 前言 石油压裂支撑剂是油气田压裂作业中必需的专用材料，尤其在低渗透油气田的开发中发挥着重要作用。目前，国内应用的陶粒支撑剂强度普遍较低（抗压能力一般为52MPa），难以满足深井作业的需求，且其视密度与体积密度较大。 国内多采用烧结刚玉制备压裂支撑剂，其生产工艺复杂且成本昂贵。国内多采用高铝质的矾土、棕刚玉等作为主料，再添加少量辅助料，通过高温获得高密度高强度支撑剂[1]。本文尝试使用烧白云石、氧化铁（工业级）和锰矿等添加剂，旨在通过引进这些物质中的部分元素来降低莫来石的形成温度，便于在低温煅烧获得强韧化陶粒支撑剂。实验室采用特殊的半干压成型工艺，在1260℃下煅烧制备了具有150MPa高强度的陶粒支撑剂，并通过微观测试方法（XRD、SEM）分析了成品中的晶相生成和致密度。 1、实验内容 （1）实验原料 本实验选择优质高铝矾土、烧高岭为主要原料，烧白云石、氧化铁（工业级）、锰等为辅助原料进行研制。主要原料化学分析如表1所示。 各原料所占比例： 铝矾土 67% 烧高岭 22% 烧白云石 7% 氧化铁 1% 锰矿 4% 主要原料化学分析：Al2O3、SiO2、Fe2O3、CaO、MgO、TiO2等 （2）实验仪器 仪器与设备名称 型号 生产厂家 球磨机 QM-3SP2 南京大学仪器厂 粉末压片机 769YP-24B 天津市科器高新技术公司 电热恒温鼓风干燥箱 101－2 上海路达实验有限公司 快速升温节能箱式电炉 SSJ-14 洛阳神佳窑业有限公司 电子天平 FA2004 上海恒平科学仪器有限公司 微机控制电子万能试验机 WDW?10 西安力创公司 X荧光光谱仪 AXIOS 德 国 X-射线衍射仪 BrukerD8-Advance 德 国 扫描电子显微镜(SEM) KYKY-1000B 中国科学院 压力机 WAW-1000 上海华龙测试仪器有限公司 ⑴ 原料预处理:将铝矾土进行粉碎处理，使其粒度达到325目； 混合1:将铝矾土与其它的辅助原料配比后进行混合； 球磨：将混合好的粉料倒入行星球磨机中干磨30min，目的是让原料更加均匀，细化； 混合2:称取30g粉料，加入6%水溶液，混合均匀； 成型:称取5g的料倒入模具中用液压机半干压压制试条； 煅烧:将制备好的半成品投入到电炉之中烧结； 冷却:采用自然冷却的方式； 性能测试: 4、实验小结 通过本次无机材料测试技术实验，我们了解到石油支撑剂的性能取决于它的化学组成和微观结构，并且无机材料的性能可以通过添加少许物质而改变。在XRD和SEM测试技术的应用中，我们充分认识到先进测试技术对传统材料结构和性能改变的重要性，对开发新产品和解释新产品起到的关键作用。 参考文献 刘从华；邓友全；李强 莫来石的低温合成与结构研究[期刊论文]——高等学校化学学报2003（4） 曹春娥、顾幸勇 主编 .无机材料测试技术 武汉理工大学出版社 2006（11） 铝矾土 预处理 辅助原料料 混合1 球磨 混合2 半干压成型 烧成 冷却 性能测试 水溶液