熔融石英晶化抑制与烧结性能

以＜0.040 mm的熔融石英粉体为原料,以五氧化二磷、氧化钛、氧化铝、硼酸、氮化硅为添加剂,试样成型压强为50 MPa,试样经1200 ℃、1300 ℃、1400 ℃、1500 ℃分别保温1小时烧成,对烧后试样进行抗折强度、气孔率、热膨胀率、XRD、SEM的测定,研究添加剂种类与含量对熔融石英晶化与烧结性能的影响.试验结果表明:对于1300 ℃烧结后的试样,添加剂氧化铝、氮化硅的引入对熔融石英的晶化具有明显的抑制作用.引入氧化钛、氮化硅的熔融石英试样的抗折强度较高,具有较好的烧结性能.引入五氧化二磷的试样烧结程度差,该添加剂具有促进熔融石英晶化的作用.     

添加剂对硅砖性能与结构的影响

以硅石为主要原料,以氮化硅、碳化硅、金属硅和熔融石英为添加剂,其添加剂加入量分别为1%、3%、5%。采用石灰乳和铁鳞为矿化剂,试样成型压强为100 MPa,试样烧成温度为1400℃保温3 h。研究了不同添加剂及其含量对试样烧结性能、物相成分、显微结构及抗热震性能的影响。试验结果表明：随添加剂引入量的增加,线变化率与显气孔率呈现先下降转而上升的趋势,抗折强度、体积密度与热震残余强度先上升转而下降,真密度为逐步降低。引入不同含量的氮化硅,其热膨胀率均小于未加添加剂的对比试样。引入5%氮化硅的试样,其鳞石英含量高达80%,显微结构致密。     

添加剂对硅砖性能与结构的影响

以硅石为主要原料,以氮化硅、碳化硅、金属硅和熔融石英为添加剂,其添加剂加入量分别为1%、3%、5%.采用石灰乳和铁鳞为矿化剂,试样成型压强为100 MPa,试样烧成温度为1400 ℃保温3 h.研究了不同添加剂及其含量时试样烧结性能、物相成分、显微结构及抗热震性能的影响.试验结果表明:随添加剂引入量的增加,线变化率与显气孔率呈现先下降转而上升的趋势,抗折强度、体积密度与热震残余强度先上升转而下降,真密度为逐步降低.引入不同含量的氮化硅,其热膨胀率均小于未加添加荆的对比试样.引入5%氮化硅的试样,其鳞石英含量高达80%,显微结构致密.     

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。     

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荆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TiO2 2%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.     

CuO掺杂对10NiO-NiFe2O4陶瓷致密化烧结及其力学性能的影响

采用冷压成型和常压烧结工艺制备CuO掺杂10NiO-NiFe2O4陶瓷,研究CuO掺杂量对10NiO-NiFe2O4陶瓷的致密度、抗折强度及热震稳定性的影响。结果表明,在1 300℃烧结温度下,掺杂CuO能够有效提高10NiO-NiFe2O4陶瓷的致密度,其中添加6%CuO试样的相对密度（95.55%）最大;掺杂CuO可大幅提高10NiO-NiFe2O4陶瓷的抗折强度,其中添加8%CuO试样的抗折强度（139MPa）最高,且在800℃下经过1次和3次热循环后,该试样的抗折强度损失率仅分别为5.7%和8.6%,表现出良好的抗热震性能。     

硼硅玻璃在氧化铝陶瓷上的高温润湿行为与界面结合性能

采用硼硅玻璃作为焊料,氧化铝陶瓷片作为基底,研究了玻璃焊料在氧化铝陶瓷基底上的高温润湿行为和界面结合性能,分析了温度、气氛和压力对组织和性能的影响规律.研究结果表明:真空条件下580℃熔融玻璃焊料与陶瓷基底之间接触角最小,为15.54°,玻璃焊料与氧化铝陶瓷基底具有良好的润湿性;在580℃真空条件下,且无加压烧结时,粘接试样中玻璃焊料与氧化铝陶瓷基底粘接强度最大,达到36.38 MPa;从微观结构分析,玻璃焊料与陶瓷基底在580℃真空条件下烧结后,焊料内部无明显气泡产生,且与陶瓷基底界面结合良好.     

发泡法制备莫来石轻质耐火材料工艺研究

以黏土、工业氧化铝、石英砂为主要原料,采用发泡法制备莫来石轻质耐火材料,研究了发泡剂的种类、发泡工艺、耐火纤维加入量对莫来石轻质耐火材料性能的影响.结果表明,以十二烷基苯磺酸钠等为发泡剂,其加入量为1%时,试样的容重最轻;加入糊精可以提高试样烧结后的强度,最佳加入量为5%;而搅拌时间为8～11min或发泡温度为50℃时,试样烧结后强度最大.引入硅酸铝耐火纤维对试样的容重和气孔率影响不大,但可明显提高烧结后试样的强度,其加入量以1%为宜.     

烧成温度对Al2O3-Fe2O3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Al2 O3/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问结合紧密,形成具有直接结合的镶嵌结构.     

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。     

α-Al_2O_3对瓷坯抗弯强度影响的研究

本文研究了 α- Al2 O3粉替代石英以及添加 Mg CO3、Ti O2 和 Cr2 O3对瓷坯抗弯强度的影响。并采用 XRD和 SEM手段 ,研究了瓷坯显微结构的变化及其与抗弯强度的关系。研究结果表明 :α- Al2 O3替代石英瓷坯抗弯强度得到明显改善 ;添加适量的矿化剂可以使瓷坯强度进一步得到提高 ,并且能降低烧结温度。     

铝、硅添加对方镁石-铝镁尖晶石质免烧耐火材料性能的影响

采用电熔镁砂和电熔尖晶石为主要原料,以葡萄糖和水合硫酸铝为复合结合剂,以金属铝粉和单质硅为添加剂,制备方镁石-铝镁尖晶石质免烧耐火材料,研究了不同热处理温度下铝加入量及硅铝复合添加对耐火材料显微结构、烧结性能及力学性能的影响。结果表明,随着铝粉加入量的增加,方镁石-铝镁尖晶石免烧耐火材料经不同温度处理后的线膨胀率、常温抗折强度和常温耐压强度增加,并且高温抗折强度也不断提高;另外,金属铝和单质硅的添加会引起耐火材料在升温过程中的增重并减少材料的体积膨胀,从而进一步提高材料的常温力学性能。     

石英质捣打料的烧结性能研究

以大容量中频炉用石英质捣打料为对象,研究在不同烧结温度、添加不同含量促烧剂条件下烧结捣打料的性能。结果表明,石英平均晶粒度为550μm;α-磷石英向α-方石英的相变温度约为1 250℃;随着促烧剂含量的增加,1 100℃烧结试样的线变化率总体呈增大趋势,1 600℃烧结试样的线变化率先增大后减小,试样的显气孔率总体呈降低趋势,捣打料的耐压强度均随促烧剂含量的增加而逐渐增大;促烧剂对捣打料中温烧结强度影响明显,其高温烧结则主要依赖于石英粉体。     

水热合成Ba（ZrxTi1-x）O3的介电性能研究

在140℃加热14h的水热方法制备出Ba（ZrxTi1-x）O3（x=0，0.1％，0.2％，0.5％）粉体。研究了1200℃到1280℃的烧结效果。XRD物相分析证明其结构为单一钙钛矿相，在水热法合成过程中，引入Na^＋离子，使晶格半径减小。SEM结果显示，在1250℃烧结得到的陶瓷晶粒生长较好，结构致密，晶粒分布均匀。与固相反应法相比，水热法能够有效地降低烧结温度，合成的陶瓷密度可达92.4％。介电测量表明，作为矿化剂的Na^＋部分取代Ba^2＋，会导致Ba（ZrxTi1-x）O3样品的介电峰明显宽化。实验观察到样品在40℃时出现了明显的损耗峰，可能是钠离子替代钡离子并产生氧空位所致。介电常数随Zr掺杂量的增多呈上升趋势，居里点温度随Zr掺杂量的增多向低温方向偏移。     

添加剂对稻壳合成SiC的影响

以稻壳作为硅源和碳源,不同掺量的Al2O3、Nd2O3、CeO2等作为添加剂,用碳热还原法在1 500℃条件下成功合成了SiC。利用XRD分析了试样在烧成过程中的物相变化,用SEM观察了试样的显微结构。结果表明,当无添加剂时,稻壳在1 550℃下仅能形成少量SiC,掺入Al2O3、Nd2O3、CeO2,均能促进SiC的形成。其中,掺3.5%Al2O3于1 500℃下烧成试样的SiC合成率最高,达到89.12%。     

Mesoporous fibrous silicon nitride by catalytic nitridation of silicon

The catalytic effect of metal oxide/alumina whiskers(CeO_2, Mn_3O_4, NiO, Co_3O_4, Fe_2O_3, Cr_2O_3/AW) was evaluated on their ability to drive the nitridation of silicon and to generate mesoporous fibrous silicon networks.Silicon powder with different particles size along with the catalyst was nitridized at 1300 °C for 5 h in nitrogen and nitrogen diluted with 10 vol% ammonia atmospheres. Nitridation degree of silicon up to 99% was recorded using 1.5 wt% CeO_2 and Fe_2O_3 catalysts in nitrogen-ammonia atmosphere. The catalyzed samples contain submicronic silicon nitride fibres with a diameter of 400–500 nm and a length of up to few micrometers. The compressive strength of 46 ± 1 MPa was measured for silicon samples catalyzed with nickel oxide/alumina whiskers and nitridized in N_2/10 vol%NH_3 atmosphere. Porous silicon nitride networks were produced with 45–52% porosity, pore sizes in the range of 370–1200 nm and median pore in the range of 495–1655 nm.