Si3N4的结构状态对放电等离子烧结制备Sialon陶瓷的影响

以纳米非晶-Si3N4、微米α-Si3N4、微米AlN、纳米Al2O3和纳米Y2O3为初始原料,采用放电等离子烧结工艺制备了Sialon陶瓷。通过调整配方中Si3N4对应原料的种类,研究了不同结构的Si3N4对合成Sialon陶瓷的影响。通过XRD和SEM对试样的物相和显微结构进行了表征,同时测试了试样的体积密度、抗弯强度、断裂韧性和维氏硬度。实验结果表明,配方中的Si3N4全部采用α-Si3N4,经SPS烧结后可获得α/β-Sialon陶瓷,当用纳米非晶-Si3N4逐步替换α-Si3N4时,所合成的Sialon陶瓷中的α-Sialon晶相的相对含量减少;当全部采用纳米非晶-Si3N4时,则试样中仅含有β-Sialon相。     

O''''-Sialon-ZrO2复相材料反应烧结过程中的相组成及显微结构研究

研究了CaO稳定的氧化锆、锆英石、Si3N4及活性α-Al2O3体系反应烧结制备O＇-Sialon—ZrO2复相材料过程中物相组成的变化及显微结构特征一结果表明，1550℃下体系中已经形成了所谓的过渡液相，这种过渡液相的存在，加速了锆英石的分解，促进了O＇-Sialon“溶解-扩散-再结晶”的结晶过程。1600℃及以上温度烧后，锆英石完全分解，随着烧结温度的提高，基质中O＇-Sialon针状晶体发育长大并形成了比较紧密的、晶体间相互交织的显微结构，与此同时，由于Ca^2＋的脱溶，稳定氧化锆骨料大晶粒分解为相对细小的m-ZrO2。     

配料组成对富硼渣合成(Ca;Mg)α′-Sialon/BN陶瓷粉体的影响

以富硼渣为主要原料,采用碳热还原氮化法合成了组分为(Ca,Mg)xSi12-3xAl3xOxN16-x(x=0.3,0.6,1.0,1.4和1.8)的(Ca,Mg) α′-Sialon/BN陶瓷粉体.利用XRD,SEM和EDX检测手段研究了x值对合成产物相组成和显微形貌的影响.结果表明:α′-Sialon含量随着x值的增大逐渐增加,当x=1.4时,α′-Sialon含量达到最大值.继续增大x值,产物中α′-Sialon减少,而Al N增多,并出现一定量的15R(Si Al4O2N4).当x≥1.4时,α′-Sialon晶粒为长柱状.     

Mg-（6～8）Al—0．7Si合金的组织和力学性能分析

通过金相观察、扫描电镜、X衍射分析和拉伸实验等方法，研究了Mg-（6～8）Al-0．7Si合金的铸态组织和力学性能．研究结果表明：添加了少量Sb和RE的Mg-（6～8）Al-0．7%Si的铸态组织主要由α—Mg基体、Mg17Al12相、Mg2Si相、Mg3Sb2相和少量针状Al4Si2Mn2Y相组成，并且随着Al含量的增加，试验合金组织中的Mg17Al12相增多，共晶析出物变得更加连续．同时，力学性能的测试结果表明：Al含量变化对于试验合金抗拉强度、屈服强度和延伸率的影响呈现出不同的变化规律．     

用粉煤灰合成不同组成的Sialon环境材料

以粉煤灰和炭黑为原料,采用碳热还原氮化法在1 350~1 550℃下保温6 h合成出不同组成的Sialon环境材料.研究了合成温度对材料相组成的影响,观察了其显微结构,并分析了粉煤灰的碳热还原氮化过程.研究结果表明:合成温度对材料的相组成影响显著;提高合成温度有利于莫来石的分解和Sialon的生成,通过控制加热温度可以合成不同组成的Sialon材料;1 350~1 400℃,1 450~1 500℃和1 550℃保温6 h可以分别合成(O′+β)-Sialon/莫来石、(X+β)-Sialon/刚玉和β-Sialon材料;在1 550℃下合成β-Sialon的平均粒径约为2~3μm.粉煤灰的碳...     

铝热还原氮化法一步烧结制备AlON陶瓷研究

以微米Al粉和纳米γ-Al2O3为原料,采用铝热还原氮化法在流动N2中进行了AlON陶瓷的一步反应烧结制备.结果表明,合成纯相AlON的最佳Al含量为11 wt%.在1650℃以下Al先和N2反应生成AlN,AlN再在1650℃以上与Al2O3通过固相反应生成AlON,并在1700℃制备了纯相的AlON,但此时块体中的AlON颗粒几乎没有出现烧结,在更高温度下才合并长大形成AlON陶瓷.煅烧温度较低时（≤1700℃）,样品表面和内部的物相组成基本相同,但在高温下（≥1750℃）内部仍为纯相AlON而表层却被过度氮化出现AlN杂相.最后用热力学对该现象进行了分析.     

原位合成(O''+β)-Sialon/莫来石复合材料

以粉煤灰和炭黑为原料,采用碳热还原氮化法原位合成了(O′+β)-Sialon/莫来石复合材料.通过XRD和SEM研究了配炭量对合成材料相组成和显微结构的影响,并分析了材料的生成过程.研究结果表明,增加配炭量有利于O′-Sialon和β-Sialon的生成;将粉煤灰与炭黑质量比为100/42和100/56的试样加热至1 350℃并保温6 h可以合成(O′+β)-Sialon/莫来石复合材料,且合成材料中O′-Sialon和β-Sialon多以粒状形式存在,平均粒径约为1μm;(O′+β)-Sialon/莫来石复合材料的生成过程包括O′-Sialon和β-Sialon的生成及O′-Sialon向β-Sialon的转化过程.     

原位合成(O'+β)-Sialon/莫来石复合材料

以粉煤灰和炭黑为原料,采用碳热还原氮化法原位合成了(O'+β)-Sialon/莫来石复合材料.通过XRD和SEM研究了配炭量对合成材料相组成和显微结构的影响,并分析了材料的生成过程.研究结果表明,增加配炭量有利于O'-Sialon和β-Sialon的生成;将粉煤灰与炭黑质量比为100/42和100/56的试样加热至13...     

快速凝固AlMnSi薄膜的热稳定性与微观结构表征

用快速凝固技术制备AlMn、AlMnSi薄膜,分别用示差扫描量热法、透射电子显微镜、X射线衍射仪等检测技术对薄膜的相变温度、显微结构和相组成进行表征。研究结果表明:添加Si可以提高AlMn薄膜的热稳定性,本试验范围内薄膜的热稳定性从270℃提高至600℃以上。添加Si可以改变薄膜的相组成,AlMn薄膜的相组成主要为Al+Al6Mn;添加Si的质量分数分别为3%、5%的AlMnSi薄膜的相组成主要为Al+Al4.01MnSi0.74相,Si质量分数的增加对薄膜的相组成没有明显影响。添加Si可以改变薄膜的显微组织,使未加Si时出现的棒状、块状、花瓣状等多种形态的化合物转变为单一的球状化合物,并且合适的Si、Mn配比使晶粒得到细化。     

MgO-C材料在氮气气氛下的物相演化及其力学性能研究

以电熔镁砂、天然鳞片石墨、煤沥青、Al粉及Si粉为主要原料,以热固性酚醛树脂为结合剂,混匀后压制成MgO-C材料试样。将试样在氮气气氛下分别经1000℃×3h、1200℃×3h、1400℃×3h热处理,研究热处理温度对材料物相组成、显微结构及力学性能的影响。结果表明,1000℃热处理后,试样中Al消失,反应生成了柱状AlN和八面体状MgAl2O4,此温度下Si尚未参与反应;1200℃热处理后,Si开始反应生成六边形板状的SiC,镶嵌在镁砂基体中,提高了试样的高温抗折强度和热震后残余抗折强度;1400℃热处理后,试样中除有柱状AlN和八面体状MgAl2O4生成外,还有较多晶须状SiC和针状β-Si3N4生成,形成了良好的非氧化物结合,使得材料具有优良的高温力学性能和抗热震性能。     

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.     

氮化硅陶瓷表面的融盐热还原反应法锆金属化的研究

以Al粉、K2ZrF6为原料，在KCl LiCl的融盐介质中，利用高温融盐热还原法在氮化硅陶瓷基体表面镀锆金属化膜；以XRD分析镀膜物相成分，并用SEM对试样表面、断面进行显微结构分析。结果表明：氮化硅陶瓷镀件表面镀膜外观呈银白色，并有有金属光泽；镀膜物质成分为Zr5Si3；镀层中无铝元素存在。     

复相α/β-Sialon的合成及其烧结研究

通过-αSialon原料中加入Si,Al,Al2O3,在流动N2气氛中烧结,生成复相α/-βSialon材料.运用X射线衍射仪、扫描电子显微镜分别对不同烧结温度试样的晶型、微观形貌进行了表征.主要探讨了不同的烧结温度对试样的耐压强度和体积密度的影响.结果表明:1 500℃材料烧结时,能制备出致密、耐压强度高的复相α/-βSialon材料.     

压力成型制备SiC-Sialon复相材料

利用Si粉，Al粉，SiO2粉以及不同粒度的SiC压力成型工艺制备SiC-Sialon复相材料，找出了其烧成制度，主晶相与结合相关系，颗粒组成等因素对材料性能的影响规律。     

低温烧结Al2O3/3Y-TZP复合材料的力学性能

采用可低温烧成的高活性Al2O3以及ZrO2(x(Y2O3)=3%)粉料制备了m(Al2O3)m(3Y-TZP)=8515的复合材料.经成型后的试样在常压、1 350～1 500℃温度下2 h烧成,在1 425℃的相对低温下烧成就可获得相对密度大于0.99的烧结体.利用X射线衍射仪和扫描电子显微镜分别对试样的相组成和显微结构进行分析,研究了相组成和显微结构对Al2O3/3Y-TZP复合材料的力学性能的影响.分析结果表明,在1425℃温度下烧成的复合材料具有了最佳的力学性能,其抗弯强度、断裂韧性和维氏硬度分别达到856 MPa,7.4MPa·m1/2和16.4GPa.     

铝合金直接氧化形成SiC/A12O3/A1复合材料的微观结构

采用X射线衍射仪、透射电子显微镜及金相显微镜对铝合金直接氧化渗入SiC预制体形成的SiC／Al2O3／Al复合材料进行了分析，发现该材料由α-Al2O3、SiC、Al4O4C、Al和Si五相组成α-Al2O3为骨架相，三维连通，其晶界纯净，Al、Si以包裹相形式出现在α-Al2O3晶粒中；SiC相也是主要相，呈孤岛状；Al4O4C相的出现，说明在该材料的生长过程中，SiC颗粒与Al和O2发生了反应．     

TC4表面激光熔覆硬质涂层的制备与分析

为解决TC4钛合金硬度低、耐磨性差等缺点，利用激光熔覆技术，采用4 kW大功率Laser4000半导体激光器，在TC4表面制备了以HfC、TaC和ZrC等比例三元陶瓷相（比例分别为0%、5%、10%、15%）为增强相的钛基硬质涂层。熔覆结束后对熔覆件进行切割、打磨、抛光和腐蚀制备金相试样，利用电子显微镜（EM）、扫描电镜（SEM）、EDS能谱仪、X射线衍射仪（XRD）等试验手段对不同材料组分的熔覆涂层进行了宏观形貌、微观组织和性能的对比分析；利用TH120A里氏硬度计测熔覆层的宏观硬度值，利用Qness型号维氏显微硬度计分析熔覆试样截面微观硬度变化规律。研究结果表明：三元陶瓷相的添加，使熔覆层与基材形成了良好的冶金结合，并且基材与熔覆层有着明显的平滑的分界线；熔覆层主要由α+β针状马氏体基体及析出的棒状和块状α相组成，其中添加质量分数为15%的三元陶瓷增强相的涂层熔覆层由块状晶组成，且晶粒最为粗大，添加质量分数为5%和10%的三元陶瓷增强相的涂层，棒状和块状的α相尺寸明显变小，晶粒明显被细化，组织更加均匀致密；熔覆层柱状和块状α相的主要成分为Ti以及微量的Al、Zr、Hf和V元素，涂层...     

粉煤灰基絮凝剂PAFSi的制备

以粉煤灰为原料制备了无机高分子絮凝剂聚硅酸铝铁（PAFSi），考察了Al／Fe，Si／（Al＋Fe），聚合温度、时间及pH值对絮凝剂性能的影响，确定了制备的最佳工艺条件：Si／（Al＋Fe）为2：1；Al：Fe为3：1；聚合温度为50℃，聚合时间为2h．用于处理模拟低浊度废水取得了较好的效果．     

Sm对FeCONbAlSiB非晶软磁合金的晶化及磁性能的影响

采用真空电弧熔炼和真空熔融甩带法制备 Fe57-x Co18 Nb4 Al2 Si4 B15 Smx（x=0-3）非晶合金，借助X射线衍射、差热分析以及振动样品磁强计等手段研究稀土元素Sm对制备合金的非晶形成能力、非晶热稳定性、非晶晶化行为以及磁性能的影响。研究结果表明：添加少量Sm能提高 Fe57-x Co18 Nb4 Al2 Si4 B15 Smx合金的非晶形成能力以及非晶热稳定性；随着Sm含量的增加，初始晶化温度由823K提高至871K，过冷液相区由28K提高到44K，初始晶化相为α-（FeCo）相，中间硼化物相的形成分2个阶段进行，即在878～943K范围内析出Fe2B相，在943～1073K范围内析出B6Fe23相。随着Sm含量在该系列合金中的增加，其饱和磁感应强度从1．25T降低至1．09T，矫顽力从11．2A／m增至16．9A／m。     

烧结工艺对合成莫来石晶相结构的影响

讨论不同烧结温度和保温时间对利用铝厂工业污泥与硅石为原料合成的莫来石材料晶相结构的影响.采用XRD和SEM表征各试样的晶相组成和显微结构.实验结果表明:污泥和硅石经高温煅烧各试样最多存在3Al2O3.2SiO2,Al2O3.SiO2和α-Al2O33种晶相,分析结果确定最佳烧成温度为1 480℃,保温时间为5 h,该条件的合成料中3Al2O3.2SiO2的含量达86.8%.