K2O对氧化物原料合成Al8B4C7的影响

采用硼砂、金属铝和碳粉为原料一步合成Al8B4C7.在合成过程中掺入不同含量的K2O,研究杂质K2O对合成Al8B4C7的影响.将原料混合均匀,在200MPa的压力下压制成φ20mm×20mm的圆柱型试样,将干燥后的试样在不同温度下的流动氩气气氛中进行合成.利用化学分析、XRD和SEM等分析测试技术,研究了K2O含量以及烧结温度对反应合成材料物相组成和显微结构的影响.结果表明:尽管加入不同含量的K2O,但其高温烧结反应后,若K2O的质量分数在0.019%～0.028%之间,就不出现含K的新相.K2O的加入不利于Al8B4C7的合成,它可将Al8B4C7的开始生成温度提升至1 400℃,而且1 700℃时,Al8B4C7含量较不加入K2O时明显减少.添加K2O合成的Al8B4C7为1μm左右大小的无规则小颗粒.     

Fe-6.5%Si硅钢片交流磁性能的研究

对分别采用粉末轧制法和化学气相沉积法制备的Fe-6.5%Si硅钢片在交流磁场(Bm=0.2～1.0 T,f=50～5 000 Hz)下的铁损、矫顽力和振幅磁导率进行了研究,采用幂函数对测试数据进行拟合,比较其交流磁性能随磁感应强度和频率的变化趋势.结果表明,试样的矫顽力和铁损与磁感应强度的相关性均大于其与频率的相关性;Fe-6.5%Si硅钢片的交流磁化过程和性能与其本征特性密切相关;两类试样初始磁化过程的差异随着频率的提高而增大.     

镁橄榄石质隔热材料的制备及其性能研究

以天然镁橄榄石和NaCl为原料,采用熔盐法制备镁橄榄石质隔热材料.研究不同熔盐配比和烧结温度对材料显气孔率、体积密度和耐压强度的影响,并利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)对其相组成及微观形貌进行表征.结果表明,熔融的NaCl提供了液相环境,促进了镁橄榄石的烧结,经过水溶液处理后,NaCl溶于水中,其占据的空间形成了气孔;烧结温度为1 100℃,熔盐含量为50％时,制得的隔热材料有较低的体积密度、较高的显气孔率和耐压强度,气孔分布更均匀,材料的隔热性能较佳.     

镁橄榄石和炭黑为原料合成MgO-SiC-C系复合粉体

以湖北宜昌镁橄榄石细粉与炭黑为原料,分别以4种质量比混合均匀,以热固性酚醛树脂作为结合剂,在200 MPa压力下压制成20 mm×20 mm试样,置于110℃干燥箱中干燥24 h,然后在高温管式气氛炉中通入氩气作为保护气氛,分别在1 550℃1、600℃1、650℃和1 700℃保温3 h烧成.对烧成的试样分别进行X射线衍射和扫描电镜检测,结果表明:原料中Fe2O3杂质经高温烧成后转变为FeSi;不同试样经不同温度烧成后都含有少量的MgAl2O4和SiO2;烧成温度与炭黑含量是影响MgO-SiC-C复合粉体合成的重要控制因素,当烧成温度为1 600℃,镁橄榄石细粉与炭黑原料的质量分数分别为79.5%、20.5%和74.5%、25.5%时,能够比较好地合成MgO-SiC-C系复合粉体.     

氮气中C-Si系材料的高温变化过程

以9组不同配料比的炭黑和单质硅为原料压制成试样, 在氮气气氛下,分别于1350,1400,1450,1500,1550℃下烧结,获得5个不同温度点合成样品: 采用XRD分析技术研究试样的物相演变过程, 研究C-Si系原料在氮气气氛合成过程中的物相变化和反应动力学机制.试验结果表明:试样在氮气气氛下合成,最终物相为SiC,α-Si3N4和β-Si3N4,硅含量高时还存在Si2N2O相,石英相和方石英相作为中间产物出现:氮化硅不仅可由单质硅氮化生成,还可由SiO2,Si2N2O与C还原氮化生成,α-Si3N4先于β-Si3N4生成,且温度升高会向β相转化,温度高于1500℃时,Si3N4会与残余的C反应生成SiC:合成温度和配料比是影响C-Si系原料合成产物的重要动力学因素.     

含有定向排列颗粒的氮化硅陶瓷各向异性研究

通过添加α-Si3N4晶须,利用流延成型和热压烧结技术制备含有定向排列颗粒、各向异性的Si3N4陶瓷。研究α-Si3N4相在流延膜及烧结块体中的分布状态,并通过XRD、SEM和力学性能对流延膜和烧结块体的各向异性进行表征。结果表明,1 550℃下烧结制备的块体T(与流延方向平行的平面)、N(与流延方向垂直的平面)、P(侧面)三个面的I(210)/I(102)值与等轴状α-Si3N4粉体的相应值比较,其中T面的值较大,N面和P面的值较小;在T面的显微结构中存在平行于流延方向排列的大颗粒;试样不同面的力学性能(断裂韧性和抗弯强度)中,T面最好,P面次之,N面最差;I(210)/I(102)值、显微结构、力学性能测试结果表明所制备的氮化硅陶瓷存在各向异性。     

耐火材料连续颗粒分布的紧密堆积模型

在研究国内外材料颗粒堆积理论的基础上,以连续尺寸颗粒的分形分布模型为基础,建立了小于某一尺寸颗粒的累积体积分数与颗粒尺寸幂指数关系的模型.采用该模型设计并研究了耐火砖配料与颗粒紧密堆积,发现理论最紧密堆积值n=3-D在0.37附近变化时,最小颗粒dS的变化对耐火材料颗粒粒度组成的影响比较显著,而n值对材料颗粒粒度组成的影响不很明显.以此为基础,结合烧成砖制造的实际相关边界条件,设计了烧成砖的理论粒度质量组成,按此组成,经工业生产制备的烧成砖气孔率为5%～10%,实现了耐火材料的紧密堆积.     

烧成铝碳化硅材料的微孔致密化制备研究

基于生产中耐火材料原料颗粒形状的复杂性及颗粒尺寸分布的连续性,建立具有连续尺寸分布的颗粒级配理论方程,并研究了耐火材料微孔致密化技术.结果表明,实际生产中的Al2O3-SiC砖的气孔率为5%～10%,孔径不大于 9 μm的微孔达到80%.该产品具有微孔致密、高强的特性,在混铁炉和鱼雷罐车等铁水设备上使用效果良好.     

320 t 混铁车用衬砖的粘渣机理

以大型混铁车用Al2O3-SiC-C砖和红柱石-氧化铝-SiC砖为对象,研究使用后材料粘渣的过程和原因,提出Al2O3-SiC-C质罐衬砖由于C的氧化和砖本身的气孔较大,使材料容易粘渣.红柱石-氧化铝-SiC砖由于没有C氧化,同时材料内只有微小气孔、没有较大气孔,能够有效地解决罐车的粘渣问题,红柱石-氧化铝-SiC罐衬砖的实际使用寿命比Al2O3-SiC-C砖延长30%以上.     

埋炭条件下C—Si系材料高温物理化学变化过程

以炭黑和单质硅为原料压制成试样,在埋炭条件下,分别于1 200,1 300,1 350,1 400,1 450,1 500 ℃下高温烧结,获得不同温度点合成样品.采用XRD分析技术研究试样的物相演变过程,从而对C-Si系原料在埋炭气氛反应过程中的物相变化和反应动力学机制进行研究.试验结果表明:试样中新生成的物相为SiC、石英相和方石英相,几乎没有Si3N4和Si2N2O相.其反应过程是:单质硅与O2生成SiO2、与C反应生成SiC、与CO反应生成SiC和SiO2;温度高于1 450 ℃时,SiO2又会与试样中剩余的C反应生成SiO和SiC.整个过程都伴随着方石英化过程.当温度高于1 450 ℃时,会发生硅的挥发.合成温度和原料配比是影响C-Si系原料合成产物的生成速率和生成量的重要动力学因素.