SiC/Mo界面反应的微观结构及对Mo力学性能的影响

采用XRD、SEM分析测试方法研究在600~1200℃和1800℃真空热处理2 h条件下SiC/Mo界面反应层微观结构,并对SiC/Mo界面反应前后Mo金属的力学性能进行比较。研究表明：在800和1000℃热处理后,Mo与SiC分解的C在表面反应生成Mo2C;在1200℃热处理后Mo表面出现了Mo2C和Mo3Si相,以亚微米颗粒状反应层结构存在;当1800℃热处理后出现了Mo5Si3、Mo5Si3C以及扩散未分解的SiC。采用EDS方法在SiC/Mo界面反应层的断口处确定出Si扩散深度大于C。在600~1200℃热处理后,SiC/Mo界面反应对Mo金属的维氏硬度和延伸率均增大,而拉伸强度改变较小。     

二氧化锰对C-Al材料物相和显微结构的影响

为了避免添加铝粉的碳复合耐火材料在热处理过程中生成易水化产物Al4C3和AlN,本文研究了MnO2对C-Al材料物相和显微结构的影响.实验以鳞片石墨、金属铝粉和MnO2细粉为主要原料,以酚醛树脂为结合剂,分别经不同温度下埋石墨粉烧成.用X射线衍射分析试样物相,用扫描电镜观察试样显微结构,并研究了二氧化锰的综合热分析曲线.发现在不加MnO2的C-Al材料中,铝粉先生成粒状碳化铝,然后向纤维状氮化铝和氧化铝转化.在C-Al材料中加入MnO2后,由于MnO2逐渐释放出氧气,铝粉直接被氧化成氧化铝,继而生成锰铝尖晶石,避免了Al4C3和AlN形成;生成的氧化铝在800～1200℃以粒状为主,1400℃氧化铝以纤维状为主,1600℃生成了发育完全的柱状氧化铝.     

浸渗反应技术制备AlN基复合材料

在1450℃、N2气氛中备出Si3N4多孔陶瓷预制体，然后采用两步法制备AlN基复合材料：第一步将熔融Al-10Si-5Mg合金分别在850℃和950℃的温度下，采用无压渗透技术渗透到预制体中形成陶瓷／金属复合材料；第二步对所得复合材料分别在1200℃和1300℃进行热处理，扫描电镜和X射线衍射分析结果表明：Al／Si3N4在850℃和950℃渗透期间已开始反应，只要有Si3N4存在，热处理对于消耗自由Al生成AlN和Si十分有效。     

热处理对Mg-5Al-2.5Ca-0.9Si合金组织及力学性能影响

利用带有EDS的电子显微镜和X射线衍射仪分析了铸态和热处理后的Mg-5Al-2.5Ca-0.9Si合金的组织特征并测试铸态和热处理后合金常温、高温(150℃)力学性能,结果表明:合金中强化相为Mg2Si和Al2Ca;铸态下Mg2Si由于Ca的变质作用呈有不闭合孔洞的多边形,Al2Ca大多以不连续骨骼状共晶出现;经热处理后,Mg2Si基本没有变化;不连续骨骼状共晶组织消失并析出块状、颗粒状Al2Ca,且随T6处理中时效时间增长析出量越来越多并有聚集生长趋势;T6(420℃×24h+200℃×24h)处理为Mg-5Al-2.5Ca-0.9Si合金的最佳热处理工艺,此时力学性能最佳;强化相Al2Ca的形貌及分布对于Mg-5Al-2.5Ca-0.9Si合金高温力学性能的影响较对常温力学性能的影响更为明显.     

Si3N4/AlN对Sialon/刚玉复合材料组织和性能的影响

以棕刚玉,Al,Si,Al2O3为原料,利用一步工艺合成了Sialon/刚玉复合材料·研究了Si3N4/AlN复合添加剂对复合材料组织、性能以及复合材料中N含量的影响·研究结果表明:材料中N含量随着Si3N4/AlN复合添加剂的增加而增加,材料的强度随着Si3N4/AlN复合添加剂的增加呈现出先升高后降低的变化趋势;当氮化温度超过1330℃,氮化时间超过8h后,添加Si3N4/AlN的材料中N含量基本上达到饱和值,添加Si3N4/AlN可以降低Sialon相的合成温度;1230～1280℃是一个重要的前期氮化温度,添加Si3N4/AlN的材料在该温度可完成整个氮化反应的94 2%,早期对Al,...     

原位反应制备Mg-α-Sialon结合镁质耐火材料研究

采用Si粉，Al粉和电熔镁砂为原料，研究在流动氮气中制备Mg-α-Sialon结合镁质耐火材料，借助XRD，SEM等手段分析和观察材料的物相组成和显微结构。结果表明，通过原位氮化反应可以在1450～1500℃范围内制备含Mg-α-Sialon镁质耐火材料；其产物的组成和显微结构取决于初始组成和氮化处理温度；在高温下尤其在高于1550℃时，试样内部大量气相物质Al（g），Si（g），Si2（g），Si3（g）等逸出试样表面，偏离初始组成，形成21R，O＇-Sialon等杂质相，造成试样质量损失和结构疏松。     

复合添加Al和TiO2对低碳镁碳砖基质物相组成及性能的影响

以电熔镁砂、超细鳞片石墨为主要原料,以热固性酚醛树脂为结合剂,添加Al和TiO2制备低碳镁碳砖,研究复合引入Al粉和TiO2对低碳镁碳砖基质物相组成及性能的影响。结果表明,埋炭热处理后,添加剂与基质反应生成新相MgAl2O4和TiN或Ti(C,N),使低碳镁碳砖的抗氧化性能明显提高,材料的强度显著增加;此外,添加剂的复合引入有利于改善单独引入Al粉时镁碳砖埋炭处理后易水化的问题。     

复合添加Al和TiO2对低碳镁碳砖基质物相组成及性能的影响

以电熔镁砂、超细鳞片石墨为主要原料,以热固性酚醛树脂为结合剂,添加Al和TiO2制备低碳镁碳砖,研究复合引入Al粉和TiO2对低碳镁碳砖基质物相组成及性能的影响.结果表明,埋炭热处理后,添加剂与基质反应生成新相MgAl2O4和TiN或Ti(C,N),使低碳镁碳砖的抗氧化性能明显提高,材料的强度显著增加;此外,添加剂的复合引入有利于改善单独引入Al粉时镁碳砖埋炭处理后易水化的问题.     

CVD SiC涂层的C/SiC复合材料的弯曲性能

以针刺整体毡为预制体制备C／SiC复合材料,在材料表面制备CVD SiC涂层,研究涂层试样氧化前、后的微观结构和室温弯曲性能。研究结果表明：CVD SiC涂层由球形颗粒熔聚体、裸露裂纹和附着裂纹组成,于1400℃氧化时附着裂纹发生愈合;C／SiC试样的弯曲强度为119．9MPa,涂层试样及其分别经1000,1200和1400℃连续氧化5h后,弯曲强度分别为188．5,41．0,60．7和104．5MPa;随氧化温度的升高,SiC涂层的保护作用增强是残留弯曲强度提高的根本原因：C／SiC试样、涂层试样和经1200和1400℃氧化的试样均表现为分层断裂,纤维束边缘区域炭的适度氧化弱化了纤维／热解炭界面,使氧化试样表现出明显的假塑性;经1000℃氧化的涂层试样,由于纤维束的严重氧化,表现为脆性断裂特征。     

保温时间对原位生成Si3N4结合MgO-C耐火材料的性能影响

 以电熔镁砂、Si粉和鳞片石墨为主要原料,木质磺酸钙溶液(1.25g/mL)为结合剂,采用两段保温烧结工艺氮气气氛下低温段1350℃保温2h和高温段1450℃分别保温2、3和4h烧成MgO-C材料.研究了保温时间对MgO-C材料物相组成、显微结构形貌以及常规物理性能的影响.结果表明,当保温时间从2h增长到3h时,试样中的物相组成以及原位生成的α-Si₃N₄和SiC晶须尺寸无明显变化,随着保温时间继续增加到4h,Si单质相消失,晶须尺寸出现明显增长.常规物理性能方面,随着保温时间的增加,试样内部CO_(g)、SiO_(g)生成量不断增加,显气孔率不断增大,体积密度和耐压强度不断下降.     

In situ reaction mechanism of MgAlON in Al-Al2O3-MgO composites at 1700℃ under flowing N2

The Al-Al2O3-MgO composites with added aluminum contents of approximately 0wt％,5wt％,and 10wt％,named as M1,M2,and M3,respectively,were prepared at 1700℃ for 5 h under a flowing N2 atmosphere using the reaction sintering method.After sintering,the Al-Al2O3-MgO composites were characterized and analyzed by X-ray diffraction,scanning electron microscopy,and energy-dispersive X-ray spectroscopy.The results show that specimen M1 was composed of MgO and MgAl2O4.Compared with specimen M1,specimens M2 and M3 possessed MgAlON,and its production increased with increasing aluminum addition.Under an N2 atmosphere,MgO,Al2O3,and Al in the matrix of specimens M2 and M3 reacted to form MgAlON and AlN-polytypoids,which combined the particles and the matrix together and imparted the Al-Al2O3-MgO composites with a dense structure.The mechanism of MgAlON synthesis is described as follows.Under an N2 atmosphere,the partial pressure of oxygen is quite low;thus,when the Al-Al2O3-MgO com-posites were soaked at 580℃ for an extended period,aluminum metal was transformed into AlN.With increasing temperature,Al2O3 diffused into AlN crystal lattices and formed AlN-polytypoids;however,MgO reacted with Al2O3 to form MgAl2O4.When the temperature was greater than (1640 ± 10)℃,AlN diffused into Al2O3 and formed spinel-structured AlON.In situ MgAlON was acquired through a solid-solution reaction between AlON and MgAl2O4 at high temperatures because of their similar spinel structures.     

镁铝尖晶石对方镁石-复合尖晶石砖性能及抗V2O5侵蚀性的影响

以高纯镁砂、高铁镁砂、铁铝尖晶石砂、镁铝尖晶石为原料,于1600℃烧成制备了方镁石-复合尖晶石试样,研究不同镁铝尖晶石对试样性能的影响,采用SEM观察和分析了V2O5气氛侵蚀后试样的微观形貌。结果表明：添加75MA和90MA的试样,显气孔率随着尖晶石含量的增加先增加后降低;添加66MA的试样,显气孔率随着尖晶石含量增加而增加;添加三种尖晶石的试样,耐压强度、高温抗折强度均随着尖晶石含量增加而降低;添加12%75MA和90MA试样的热震稳定性好于添加66MA的试样;添加90MA的试样,尖晶石含量越高,试样的抗侵蚀性越好;添加66MA尖晶石的试样,尖晶石含量越高,试样的抗侵蚀性越差;当试样中MA含量相同时,Al2O3含量越高,试样的抗V2O5侵蚀性越好。     

Research on application of different particle sizes of cordierite on castable refractory

Effect of different particle sizes of cordierite on properties of castable refractory by different heat treatment temperatures were investigated respectively with mullite and bauxite as raw materials,calcium aluminate cement as binders.After 24 h curing in mould and another 24 h curing at 110 ℃ after demoulding,the specimens were heat treated at 1 000 ℃,1 300 ℃ and 1 500 ℃ for 3 h,respectively.The bulk density(BD),permanent linear change(PLC),modulus of rupture(MOR)and clod crushing strength(CCS),thermal expansion coefficient and thermal shock resistance were examined.The results show that there is no obvious effect on adjusting permanent linear change and bulk density of castables by adding different particle sizes of cordierite at low temperature and intermediate temperature.Modulus of rupture of castable increase with the decreasing of the particle sizes of cordierite after heat treated by 1 000 ℃ and 1 300 ℃.In this experiment,thermal shock resistance of the castable with cordierite whose particle size is 0~1 mm is the best.     

基于原位合金化的SiCp/Al复合材料等离子弧焊接

为了抑制SiCp/Al基复合材料在焊接过程中的界面反应,补充烧损元素,同时原位产生新的增强颗粒,分别以Al-Ti-Si和Al-Ti-Mg两种药芯焊丝作为填充材料,向熔池中直接添加Al,Si,Ti和Mg等金属元素,用氩氮混合等离子气对SiCp/Al基复合材料进行等离子弧原位焊接.对比分析了两种药芯材料对焊缝组织和性能的影响.结果表明:以两种药芯焊丝作为原位反应填充材料进行等离子弧原位焊接时,均可以有效抑制针状脆生相Al4C3的生成,形成了稳定熔池,得到了以TiC,TiN,AlN,Ti5 Si3,MgAl2O4和细小棒状的Al3Ti等新生增强相的焊缝;焊缝组织致密结合良好,最大抗拉强度分别为232和196 MPa.     

单道次热轧对Fe-15Si硅钢氧化层形貌的影响

将Fe-15Si硅钢试样分别在1000~1200℃空气条件下氧化30min，观察发现在1000℃和1100℃时，氧化层与基体界面处存在硅酸亚铁，而当温度为1200℃时，硅酸亚铁不但存在于界面处，同时也存在于氧化层中.将各温度下得到的带有氧化层的试样进行单道次热轧试验，压下率分别为10%和30%，发现1000℃和1100℃时，较高的压下率使氧化层破碎更加严重，但是单道次热轧未能改变氧化层的结构；当温度为1200℃时，由于液态的硅酸亚铁的出现，单道次热轧能够将界面处的液化的硅酸亚铁层挤压到氧化层中，消除了硅酸亚铁层的钉扎基体的效应，改善了氧化层与基体界面的平直度.     

尖晶石-氧化锆复合材料的制备与性能

以高纯镁砂、煅烧Al2O3、稳定氧化锆为原料,以2%的TiO2为烧结添加剂,试样经100 MPa压力成形后,在1600℃3 h下烧成,制备出尖晶石-氧化锆复合材料。研究了氧化锆及氧化钛烧结添加剂对复合材料烧结性能、抗热震性能等的影响。试验研究结果表明：在MA尖晶石配料中引入10%的ZrO2,MAZ试样的抗热震性能优于MA尖晶石试样。引入TiO22%的MAZ-T复合材料试样结构致密,晶粒间为直接结合状态,体积密度达3.42g.cm-3,抗折强度为48.54 MPa,抗热震性能提高,该MAZ-T复合材料有希望用作水泥回转窑烧成带耐火材料。     

Si对无压浸渗SiCp/Al复合材料显微组织与热导率的影响

研究了Al-8Mg基体中添加Si对无压浸渗SiCp/Al复合材料显微组织和热导率的影响.结果表明,Si能够改善Al与SiC的润湿性,减少复合材料孔隙度,抑制界面反应,提高相对密度.不含Si时,Al与SiC界面反应严重,并且润湿性较差,导致复合材料的热导率和相对密度较低;当基体中添加质量分数12%的Si时,界面反应受到完全抑制,热导率取得最大值;进一步提高基体中Si含量,由于铝基体的热导率随Si含量的增加而降低,导致复合材料的热导率也随之降低.     

烧成温度对Al_2O_3-Fe_2O_3复合材料性能的影响

以煅烧α-Al2O3粉、氧化铁为原料,采用MgO为添加剂,控制配料的Al2O3/Fe2O3的摩尔比为1、3、5,MgO引入量质量百分数分别为2%、4%、6%,成型压强为100 MPa,烧结温度为1500℃、1550℃、1600℃,保温3小时可获得Al2O3-Fe2O3复合材料,对烧后试样了烧结与抗热震性能研究。结果表明：控制Al2O3-Fe2O3复合材料试样AF34-2的Al2O3/Fe2O3摩尔比为3,MgO引入量为4%,烧成温度为1550℃保温3小时的工艺条件,可以制备出较高致密度、常温抗折强度及抗热震性能的Al2O3-Fe2O3复合材料。该复合材料试样AF34-2的SEM显微结构照片显示出材料晶粒间结合紧密,形成具有直接结合的镶嵌结构。     

钢包工作衬用无碳预制块的研制与应用

以高铝刚玉为骨料,电熔镁砂、氧化铝微粉和氧化硅微粉为基质料,研制了钢包工作衬用无碳预制块·结果表明:MgO与Al2O3反应形成尖晶石伴随的体积膨胀效应使预制块获得了较小的烧后线收缩率·与传统的Al2O3-MgO-C砖相比,由氧化物微粉结合的预制块具有较低的显气孔率,较高的高温抗折强度和良好的抗渣性·现场实际应用结果表明,用预制块砌筑的钢包工作衬具有较好的保温效果,能够有效地减小精炼过程中钢水的温降,并可以有效地防止钢水增碳,有利于低碳钢和超低碳钢的生产·