铝电解用SiC-Si_3N_4绝缘侧壁材料耐腐蚀性能测试方法

研究了氮化硅结合碳化硅材料耐腐蚀性能的测试方法.这种方法是在冰晶石-氧化铝熔盐体系中通入二氧化碳气体来模拟实际电解过程中电解槽内部的工作状态.试样置于盛有高温熔盐的石墨坩埚中,二氧化碳气体的通入造成试样的动态腐蚀,测定电解质和二氧化碳气体共侵蚀作用下的试样体积变化率.与静态电解质腐蚀方法所得实验数据比较,试样腐蚀程度高很多,说明二氧化碳气体对试样的耐腐蚀性能影响很大.应用该方法对三个不同厂家所生产的氮化硅结合碳化硅材料进行动态腐蚀测试,并采用该方法制定的测试标准对试样的耐腐蚀性能进行评价.结果表明,该测试方法简单,易操作,且能够真实模拟电解槽内衬材料在铝电解槽中的腐蚀状态,并且对于试样的性能有...     

生坯制备工艺参数对反应烧结SiC组织性能的影响

分析了生坯制备工艺参数对反应烧结SiC显微组织和性能的影响。结果表明:石油焦含量、石油焦和SiC粒径及成型压力影响生坯气孔率与碳含量的匹配,从而决定了反应烧结SiC材料的组织和性能。当石油焦加入量为ωC=10%,SiC和石油焦粒径为42μm。生坯成型压力为140MPa时,可获得最佳的组织及性能配合,材料的断裂强度和密度分别为310MPa和3.11g·cm-3。     

提高Si_3N_4结合SiC棚板坯体成型密度的研究

为了获得性能优良的Ｓｉ３Ｎ４－ＳｉＣ棚板，就棚板制造过程中的配料及成型工艺等问题进行了实验研究，探讨了提高Ｓｉ３Ｎ４－ＳｉＣ棚板坯体密度的最佳途径。实验表明：振动成型时，振动时间和振动压力要匹配适当，才能得到最佳的坯体密度。工艺调整适当后，Ｓｉ３Ｎ４－ＳｉＣ棚板实际使用寿命可达５００次以上。     

碳化硅颗粒级配优化的理论与实验研究

运用堆积颗粒的颗粒级配优化模型,计算了碳化硅制品工业生产中使用原料常用的3种粒径的最优配比,同时通过3种粒径碳化硅颗粒的粉体堆积密度和压实密度的实验,获得了最优堆积密度和压实密度,对比验证了理论模型的计算结果。实验结果表明不同颗粒级配的堆积密度和压实密度的最优配比,与最优理论模型基本相符合。实验研究发现当粗中细3种颗粒粒度的最优化配比百分数为:63∶9.7∶26.8时,粉体自由堆积密度与压实密度达到最大。     

Si_3N_4结合的SiC耐火材料的表面氧化处理

对 Si_3N_4 结合的 SiC 耐火材料进行了表面氧化技术的探索。研究表明:Si_3N_4 的氧化趋势大于 SiC;适当地表面氧化处理,能使材料强度得到提高,但氧化时间过长,可能引起材料表面损伤;在一定条件下,材料气孔率愈大,强度提高愈显著;给出了该材料合理的配方和进行表面氧化处理应注意的问题。     

HSi-g-A151的制备及其对纳米Si_3N_4的表面改性

通过甲基含氢硅油与乙烯基硅氧烷(A151)的接枝反应,制备大分子硅氧烷偶联剂(HSi-g-A151),并用其对纳米Si3N4粉体进行表面修饰,通过沉降实验、透射电镜分析、粒度测定、热重分析和表面自由能分析等手段对改性前后的粉体进行表征.结果表明:大分子硅烷偶联剂对纳米Si3N4粉体为化学改性,改性后的纳米Si3N4粉体在二甲苯中悬浮稳定,粒径分布在30 nm左右,纳米颗粒表面自由能由79.8 J.m-2下降到39.4 J.m-2.     

铝电解用SiO-Si3N4绝缘侧壁材料耐腐蚀性能测试方法

研究了氮化硅结合碳化硅材料耐腐蚀性能的测试方法.这种方法是在冰晶石-氧化铝熔盐体系中通入二氧化碳气体来模拟实际电解过程中电解槽内部的工作状态.试样置于盛有高温熔盐的石墨坩埚中.二氧化碳气体的通入造成试样的动态腐蚀,测定电解质和二氧化碳气体共侵蚀作用下的试样体积变化率.与静态电解质腐蚀方法所得实验数据比较,试样腐蚀程度高很多,说明二氧化碳气体对试样的耐腐蚀性能影响很大.应用该方法对三个不同厂家所生产的氮化硅结合碳化硅材料进行动态腐蚀测试,并采用该方法制定的测试标准对试样的耐腐蚀性能进行评价.结果表明,该测试方法简单,易操作,且能够真实模拟电解槽内衬材料在铝电解槽中的腐蚀状态,并且对于试样的性能有较好的评价.     

Si_3N_4-SiC纳米复合陶瓷材料的研究

用粒度为 ５０～７０ ｎｍ的纳米级 ＳｉＣ粉体与微米级的 Ｓｉ３Ｎ４粉体复合来制备 Ｓｉ３Ｎ４－ＳｉＣ纳米复合陶瓷材料，对纳米ＳｉＣ含量不同的Ｓｉ３Ｎ４－ＳｉＣ纳米复合陶瓷材料的微观组织结构与性能的关系进行了研究。结果表明：纳米ＳｉＣ质量分数为１０％时，经热压烧结法制备的Ｓｉ３Ｎ４－ＳｉＣ纳米复合陶瓷材料的抗弯强度为 ８４４ ＭＰａ，断裂韧性为 ９． ７ ＭＰａ· ｍ１／２。微观组织结构的研究还表明，纳米ＳｉＣ的不同含量影响着基体Ｓｉ３Ｎ４的晶粒形貌，从而决定了复合材料的性能。探讨了纳米级ＳｉＣ在基体中的形态、分布及其对基体强化增韧的新机制。     

由氨解法制备的Si_3N_4粉末的表面元素状态

用XPS表面分析,研究了由氨解法在不同温度下热解所得的Si_3N_4粉末,并与由硅粉氮化所得的商用Si_3N_4粉末作了比较。由氨解法制备的Si_3N_4粉末其表面存在两种状态的氧:结合状态的氧和吸附态的氧,其表面组成为Si_(2.2-2.7)N_(2.9-3.7)O。由硅粉氮化所制得Si_3N_4其表面也存在两种状态的氧,其表面组成则为Si_(0.8)N_(0.8)O。     

无毒性非氧化物添加剂的Si_3N_4陶瓷的显微组织

采用ZrN作为添加剂热压烧结的Si_3N_4陶瓷材材料进行了透射电子显微镜观察和能谱EDS分析。观察结果表明:烧结的陶瓷中由于晶界残留的玻璃相数量较少,主要分布在三晶粒间界处,从而显著改善了Si_3N_4材料的高温性能;在这种材料中有许多弥散分布的ZrN相存在,可阻碍裂纹扩展,也起着提高Si_3N_4材料的强度和韧性的作用;用高分辨电子显微术观察到α’-Si_3N_4晶粒中存在不同的超结构。     

三元共聚物对纳米Si_3N_4粉体表面改性的研究

采用自制的三元共聚物BA-MMA-GMA作为大分子改性剂对纳米Si3N4粉体进行表面包覆处理,利用红外、热重分析、粒径分布、接触角、透射电镜分析等手段进行表征.结果表明:三元共聚物与纳米粉体间既存在化学键合,也存在物理包覆,可以有效阻止纳米Si3N4粉体的团聚.改性后的纳米粉体表面自由能显著降低,在有机溶剂中的分散稳定性显著增加.     

Si_3N_4／钢钎接时热应力缓和问题研究

通过碳钢与Ｓｉ＿３Ｎ＿４陶瓷钎接后残余应力的分析，论述了应力缓和材料的选择原则。对各类材料热物理性能进行了分析比较，选出一些能实际应用的应力缓和材料，通过钎焊实验，证实采用适当的接头形式能有效地防止钎焊裂纹的出现，提高了钎接接头的强度。     

Si_3N_4-AlN新型陶瓷薄膜及其特性

我们用直流反应溅射沉积Si_3N_4-ALN陶瓷薄膜,红外吸收光谱证明膜中含有Si-N键和Al-N键。x射线衍射证明在300℃低温下沉积的薄膜是非晶膜。此外,我们还测量了硬度、结合力、膜的应力、电阻率和光收率等,实验表明Si_SN_4-ALN膜具有高的硬度和结合力,优良的机械、光、电特性。     

低应力Si_3N_4介质膜的制备工艺优化

低应力Si3N4介质膜对于制作微结构传感器是非常重要的。本文通过采用正交试验设计,优化出Si3N4介质膜制备的低应力工艺参数,并给出了Si3N4薄膜应力的测试方法和测试结果。     

Si_3N_4／3Cr2W8V钢摩擦副滑动摩擦磨损性能

测定了销－盘式热压Ｓｉ３Ｎ４／３Ｃｒ２Ｗ８Ｖ钢摩擦副在室温干摩擦磨损条件下的的摩擦系数及Ｓｉ３Ｎ４销的磨损系数．对陶瓷销的磨损面进行了ＳＥＭ显微形貌观察、Ｘ射线分析；并探讨了陶瓷销的磨损机理．研究结果表明：Ｓｉ３Ｎ４陶瓷的磨损以微区脆性断裂为主要机理．     

Y－TZP和氮气压力对GPSSi_3N_4性能的影响

本文研究了Ｙ－ＴＺＰ（３ｍｏｌ％Ｙ２Ｏ３）和氮气压力对ＧＰＳＳｉ３Ｎ４陶瓷材料的烧结性能和力学性能、相组成及微观结构的影响，添加５ｗｔ％、１０ｗｔ％、１５ｗｔ％、２０ｗｔ％Ｙ－ＴＺＰ的氨化硅复合材料在１７７０～１８００℃，氮气压力分别为１ＭＰａ、２ＭＰａ、３ＭＰａ下烧成，获得相对密度＞９５％的烧结体。实验结果表明：添加＜１０ｗｔ％的Ｙ－ＴＺＰ及增大氮气压力有利于改善氰化硅陶瓷材料的烧结性能；Ｙ－ＴＺＰ可提高Ｓｉ３Ｎ４基体的断裂韧性，添加１５ｗｔ％ＴＺＰ的Ｓｉ３Ｎ４材料断裂韧性可达８．３３ＭＰａｍ１／２，与基体相比提高３０％，微裂纹增韧和第二相粒子增韧为主要增韧机理．     

Si_3N_4陶瓷的凝胶注成型工艺

研究了微米级Si3N4 粉的凝胶注成型工艺 ,系统地分析了引发剂、单体及交联剂等对坯体性能的影响 .研究结果表明 ,当引发剂 (APS)的质量分数w(APS)达到 2 % ,单体与交联剂质量分数的比值在 10 %～ 30 % ,且溶液中有机单体的质量分数w(T)为 2 0 %时 ,坯体性能最佳 ,其强度最高可达 4 0MPa .否则 ,坯体内部的有机网络不均匀 ,将导致坯体性能的下降 .     

烧结工艺对Si3N4陶瓷显微结构及性能的影响

文章研究了烧结温度、时间对Ｓｉ３Ｎ４陶瓷材料显微结构与性能的影响，微观结构与断裂韧性、抗弯强度的关系．结果表明：在一定烧结温度下，随保温时间增加，材料体积密度、β相相对含量增加，断裂韧性显著提高，使相变过程滞后，并在试样断口上发现了明显的棒状组织拔出和折断痕迹，保温时间一定时，存在最佳烧结温度     

Si_3N_4－MgO－CeO_2陶瓷烧结过程中MgO的自动析晶

作者首次发现了Ｓｉ３Ｎ４－ＭｇＯ－ＣｅＯ２系陶瓷在烧结过程中玻璃相自动析晶这一独特现象．对于Ｓｉ３Ｎ４－ＭｇＯ－ＣｅＯ２系陶瓷在１４５０℃，ＭｇＯ－ＣｅＯ２就会与Ｓｉ３Ｎ４颗粒表面的ＳｉＯ２反应形成硅酸盐液相，冷却后则成为玻璃相保留在烧结体中；当烧结温度高于１５５０℃时，作者发现，ＣｅＯ２仍留在玻璃相中，但ＭｇＯ会自动析晶出来，其结果是大大减少了烧结体中严重影响其高温性能的玻璃相的含量，对于提高烧结氮化硅陶瓷的高温性能有重要作用