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1 概述1

1.1 我国铸造业面临新机遇和新挑战1

1.1.1 我国铸造业的前景喜人1

1.1.2 我国铸造业面临新的挑战4

1.2 化学粘结剂砂在我国铸造生产中的地位10

1.2.1 湿型砂在我国铸件生产中占半壁江山10

1.2.2 化学粘结剂砂14

1.3 冷芯盒法18

1.3.1 硬化气体或气雾的性能18

1.3.2 硬化气体或气雾在砂芯（型）硬化中的作用23

1.3.3 冷芯盒法的发展方向30

1.4 自硬法32

1.4.1 自硬法硬化剂的性能及作用32

1.4.2 自硬法的发展方向37

2 水玻璃-CO2砂强度低的关键原因及改性途径39

2.1 水玻璃砂存在的主要问题39

2.1.1 溃散性差39

2.1.2 旧砂再生、回用困难40

2.1.3 砂型（芯）表面粉化42

2.1.4 抗吸湿性差42

2.1.5 粘砂43

2.1.6 粘结强度偏低，水玻璃加入量大44

2.2 水玻璃-CO2砂强度低的关键原因及解决措施44

2.2.1 直接吹CO2导致硬化反应不均匀45

2.2.2 水玻璃存放过程中出现老化现象52

2.2.3 不同硬化方法的水玻璃砂强度差异明显的关键原因57

2.2.4 结论65

2.3 水玻璃的胶凝66

2.3.1 水玻璃的基本成分和聚合方式66

2.3.2 不同硬化方法水玻璃胶粒差异明显的原因69

3 水玻璃改性剂的选择及改性水玻璃的合成71

3.1 细化凝胶胶粒改性剂的选择71

3.1.1 铸造用粘结剂的特点71

3.1.2 改性水玻璃分子结构设计的主要要求73

3.1.3 水玻璃改性剂的选择75

3.1.4 改性水玻璃分子主体结构的设想和目标80

3.2 改性水玻璃的合成82

3.2.1 合成装置、工艺及试样制备82

3.2.2 合成用原材料及其加入量的选定84

3.2.3 1＃树脂改性水玻璃合成工艺的优化90

3.2.4 2＃、3＃树脂改性水玻璃的合成98

3.2.5 选用固体硅酸钠的必要性100

4 改性水玻璃及改性水玻璃砂适用性的研究102

4.1 改性水玻璃砂的主要工艺性能102

4.1.1 即时强度和终强度102

4.1.2 表安性115

4.1.3 抗吸湿性和存放性117

4.1.4 可使用时间和流动性121

4.2 改性水玻璃砂的主要工作性能124

4.2.1 热强度和高温强度124

4.2.2 溃散性129

4.2.3 水玻璃砂型温度场的计算机模拟140

4.2.4 发气性151

5 改性水玻璃用于其他硬化工艺的可行性及生产应用154

5.1 改性水玻璃用于其他硬化工艺的探求154

5.1.1 真空置换硬化法154

5.1.2 CO2-酯法161

5.1.3 热空气法和热空气-CO2法166

5.1.4 CO2-烘干法172

5.2 改性水玻璃在铸造生产中的应用173

6 改性水玻璃改性机制的验证176

6.1 用透射电镜观察水玻璃硬化后的凝胶胶粒176

6.1.1 实验方法177

6.1.2 实验结果与分析177

6.2 用核磁共振谱检验改性水玻璃聚硅酸表面硅羟基是否有氢键形成182

6.2.1 自旋晶格弛豫时间183

6.2.2 1＃、3＃树脂及其相应的改性水玻璃18＃、A1的13C NMR谱185

6.2.3 核磁共振谱检测结果的结论187

6.3 用红外光谱查明水玻璃硬化前后分子结构的差异187

6.3.1 水玻璃硬化前的红外光谱分析187

6.3.2 水玻璃硬化后的红外光谱分析192

6.3.3 红外光谱分析结论194

6.4 用X射线分析查明硬化及焙烧后的不同水玻璃物相194

6.4.1 实验设备及材料195

6.4.2 实验结果及分析195

6.4.3 X射线分析结论200

6.5 用差热分析查明水玻璃在加热过程中的物相变化及其差异201

6.5.1 实验仪器及实验材料201

6.5.2 实验结果及分析201

6.5.3 差热分析的结论203

参考文献204