钛酸铝-板状氧化铝复合材料合成与性能

将钛酸铝和板状刚玉按不同比例配合；再经成型、干燥、烧成制备试样，意图获得具有高抗热震性的高温复合材料；然后通过X射线及扫描电镜对试样分别进行相组成分析和微观结构分析，探索研究该复相材料物相组成，显微结构与抗热震性能的相互作用关系。试验结果表明：板状刚玉的引入在试样中形成架状结构，钛酸铝填充其中孔隙，钛酸铝的引入可以抑制板状刚玉晶体的长大，并与板状刚玉相热膨胀失配，产生微裂纹增韧，提高试样的抗热震性能。     

钛酸铝-板状氧化铝复合材料合成与性能

将钛酸铝和板状刚玉按不同比例配合;再经成型、干燥、烧成制备试样。意图获得具有高抗热震性的高温复合材料;然后通过X射线及扫描电镜对试样分别进行相组成分析和微观结构分析,探索研究该复相材料物相组成,显微结构与抗热震性能的相互作用关系。试验结果表明:板状刚玉的引入在试样中形成架状结构,钛酸铝填充其中孔隙,钛酸铝的引入可以抑制板状刚玉晶体的长大,并与板状刚玉相热膨胀失配,产生微裂纹增韧,提高试样的抗热震性能。     

TiO2微粉对Al2O3-MgO-Cr2O3浇注料性能的影响

以板状刚玉为骨料,配以电熔白刚玉、α-Al2O3、MgO和Cr2O3细粉以及secar71水泥结合剂制得Al2O3-MgO-Cr2O3浇注料,研究添加TiO2微粉对浇注料性能的影响。结果表明,在Al2O3-MgO-Cr2O3浇注料中加入TiO2微粉后,材料致密化程度增加、体积密度和冷态强度增大,且材料经高温烧成后由于生成钛酸铝而使材料抗热震性显著提高。但材料在高温下形成少量低熔相,且钛酸铝在750～1280℃下易分解为Al2O3和TiO2,使得材料的高温抗折强度降低。     

莫来石-钛酸铝复相材料的研究

探讨了在莫来石材料的基质中引入TiO2 原位形成钛酸铝对其性能的影响 .结果表明 ,适量钛酸铝可显著提高莫来石制品的抗热震稳定性和在一定程度上提高其荷重软化温度 ,为制备优质莫来石 钛酸铝复相材料提供依据     

莫来石-钛酸铝复相材料的研究

探讨了在莫来石材料的基质中引入TiO2原位形成钛酸铝对其性能的影响.结果表明,适量钛酸铝可显著提高莫来石制品的抗热震稳定性和在一定程度上提高其荷重软化温度,为制备优质莫来石-钛酸铝复相材料提供依据.     

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。     

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.     

钛酸铝基陶瓷材料的研究

用预合成的钛酸铝合成了莫来石－钛酸名（ＭＴ）陶瓷材料,用直接全成法合成了氧化锆－莫来石－钛酸铝（ＺＭＴ）陶瓷材料,探讨了这两种材料的烧结性能、力学性能和热性能。结果表明,随着钛酸铝含量的减少,两种陶瓷材料的抗弯强度逐渐提高,热膨胀系数也随之增大;两种陶瓷材料的钛酸铝含量相当时,ＺＭＴ具有较高的抗弯强度和较小的热膨胀系数,其抗热震性能优于ＭＴ;在热膨胀系数提高不大的情况下可以获得强度高、抗热震性能优     

热处理工艺对MgO-PSZ固体电解质抗热震性的影响

考察了MgO-PSZ烧结后经两步或一步热处理所制材料的组织与性能,采用XRD,SEM观察分析其相组成和显微结构,测定材料的热膨胀曲线并进行模拟抗热震性试验。结果表明,两步热处理工艺所制材料含有较多的单斜相,模拟试验证实其抗热震性较差;在一步热处理工艺中,经1 000℃×2 h热处理后,材料的单斜相占61%,且晶粒较细小,分布于立方相基的晶内和晶界处,材料的膨胀曲线变化平缓,模拟试验证实其抗热震性较好。     

原位氮化生成Sialon结合刚玉浇注料的性能

以板状刚玉为骨料,电熔白刚玉细粉、水合氧化铝、Si粉和Al2O3微粉为基质,通过原位氮化反应制备了Sialon结合刚玉浇注料.研究了Sialon生成量对材料的常规物理性能、高温强度和抗热震性能的影响.用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分析了材料的物相组成和显微结构.结果表明:随Sialon生成量的增加,成型所需加水量增加,Sialon结合刚玉浇注料的常温抗折强度、体积密度下降,显气孔率略有增加,线变化率从微收缩到微膨胀;材料的高温抗折强度和抗热震性能明显提高,热震后的残余强度保持率从不含Sialon的纯刚玉浇注料的16%左右提高到50%左右.     

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。     

添加Al2O3--ZrO2复合粉改性氧化锆质定径水口及其损毁机理

通过添加溶胶-凝胶法制备的Al2O3-ZrO2复合粉,对陶瓷型和颗粒型氧化锆质定径水口进行改性.对比研究了陶瓷型和颗粒型定径水口改性前后物理性能,矿物相组成和显微结构的变化,并通过现场连铸实验对四种定径水口损毁机理进行了探讨.结果表明:相较于颗粒型定径水口,陶瓷型定径水口的显气孔率较低,体积密度和耐压强度较高,热震稳定性较差,抗侵蚀和冲刷性能较好.通过添加Al2O3-ZrO2复合粉改性后的定径水口显气孔率降低,体积密度增加,耐压强度提高,颗粒型定径水口的热震稳定性有了较大的提升,热震次数约为改性前的1.5倍以上.通过对连铸现场实际使用35 h后的残样分析发现,陶瓷型水口损毁主要是由于热震稳定性差导致使用时发生炸裂,炸裂产生的裂纹引起一定程度的剥落和扩径.未改性颗粒型定径水口由于强度低和显气孔率高,剥落和扩径更为严重,添加Al2O3-ZrO2复合粉改性后生成的镁铝尖晶石增强相大幅度提高了颗粒水口的热震稳定性和抗冲刷侵蚀性能,连铸现场使用后几乎未扩径.     

石墨和碳化物形态对高镍奥氏体球铁抗热冲击性能的影响

本文论述了合金元素Si,Cr,Mo对含Ni20％的高镍奥氏体球墨铸铁抗热冲击性能的影响,揭示了石墨和碳化物形态与热冲击疲劳裂纹扩展方式和扩展速率之间的关系。发现石墨呈球状时热冲击疲劳裂纹为晶界型裂纹,抗热冲击性能最好;呈片状时为穿晶型裂纹,抗热冲击性能最差,呈枝晶状时为(晶界加穿晶)混合型裂纹,抗热冲击性能介于前二者之间.加入适量的Cr,Mo,Si可显著地提高抗热冲击性能。     

ZrO_2 CeO_2涂层显微组织和抗热震性能

为了改善等离子喷涂ZrO2 涂层的抗热震性能 ,利用热震试验、SEM和EPMA等技术 ,研究了CeO2 添加剂对其显微组织和抗热震性能的影响 .研究结果表明 :当CeO2 添加剂的质量分数小于 9.0 %时 ,涂层的抗热震性能随CeO2添加剂质量分数的增加而提高 ,当CeO2 质量分数大于 9.0 %时 ,涂层的抗热震性能随其质量分数的增加而降低 ;ZrO2 涂层的抗热震次数为 46次 ,而ZrO2 9.0 ?O2 涂层的抗热震次数为 10 5次 ;ZrO2 9.0 ?O2 涂层在热循环中形成网状微裂纹 ,不仅可以降低涂层中的应力 ,而且可以提高涂层开裂的临界温差 ,从而改善其抗热震性能 .     

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。     

锆英石对镁质浇注料抗渣性及热震稳定性的影响

采用坩埚法研究了锆英石加入量对镁质浇注料的抗渣性的影响，用水急冷法研究了锆英石加入量对镁质浇注料的热震稳定性的影响。结果表明：随着配料中锆英石的增加，浇注料抗渣渗透性增强，抗渣侵蚀性降低，抗热震稳定提高。主要探讨了镁锆质浇注料抗渣渗透性机理。     

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。     

SiC/Ti(C,N)/Al2O3陶瓷复合材料的抗热震性能设计及其切削应用

抗热震性能是结构陶瓷材料的重要性能之一．以抗热震断裂参数表征材料的抗热震性能，采用理论与实验相结合的方法，建立了基于抗热震性能的陶瓷复合材料的组分设计模型，并采用计算机辅助优化设计技术求得材料的最优组分．结果表明：当Ti（C，N）和SiC的体积含量分别为10．4％和27．1％时，该材料具有最高的抗热震性能，比纯氧化铝陶瓷提高约55％．在此基础上，利用热压技术制得一种SiC／Ti（C，N）／Al2O3复合陶瓷材料．将该材料制成切削刀具，并在切削实验中通过设计切削条件使得刀具主要承受热载荷和热应力的作用，从而发生热）中击破损．实验发现，SiC／Ti（C，N）／Al2O3复合陶瓷刀具切削淬火钢时的抗热）中击破损性能较纯Al2O3陶瓷提高约62-68％，与抗热震性能设计的理论预测基本吻合．这表明，该设计方法是可行的．     

等离子喷涂SiO_2 ZrO_2涂层的抗热震性能

为了改善等离子喷涂ZrO2 涂层的抗热震性能 ,利用热震试验、SEM和EPMA等技术 ,研究了SiO2 添加剂对其显微组织和抗热震性能的影响 .当SiO2 添加剂质量分数小于 3 .0 %时 ,涂层的抗热震性能随SiO2 添加剂的质量分数的增加而提高 ;当其质量分数大于 3.0 %时 ,涂层的抗热震性能随其质量分数的增加而降低 ,3.0 %SiO2 ZrO2 涂层的抗热震起裂次数和抗热震失效次数达到最大值 ,分别由不添加SiO2 涂层时的 32次和 46次提高到 83次和 112次 .在ZrO2 涂层中添加SiO2 会促使涂层中形成气孔 ,并且气孔率和气孔直径随SiO2 添加量的增加而增加 .3 .0 %SiO2 ZrO2 涂层中形成分布均匀、直径约为 1μm的气孔 ,其气孔率约为 10 % ,此时 ,涂层的弹性模量和所受到的应力最小 ,因而涂层的抗热震性能最好