MAS/SiC窑具材料的制备与表征

合成堇青石(MAS)并制备MAS/SiC复相材料,测试了复相材料的体积密度、开口气孔率及抗热震性等.实验结果表明:随着烧结温度的提高,抗折强度先增大后减小,1420℃达到最大;1420℃烧结的复相材料体积密度随MAS含量的增加先增加后减小,开口气孔率先减小后增加,抗折强度先增大后减小;当w(MAS)为7%,烧结工艺为1420℃×6h时,复相材料各性能最好,体积密度为2.485g/cm3,开口气孔率为26.4%,并且抗热震性也较好,1200℃热震后,材料的残余强度为19.8MPa.     

免烧成硼酸铝-碳化硅耐火材料的性能

以碳化硅为主要原料,分别以酚醛树脂、氧化铝和氧化硼粉体作为常温和高温结合剂,研究了免烧成硼酸铝-碳化硅耐火材料的体积密度、抗折强度和抗热震性.结果表明:当酚醛树脂的质量分数为5%时,耐火材料的体积密度和抗折强度分别为266g·cm-3和13~21MPa;在960℃烧结之后,主要物相为SiC,Al2O3,Al4B2O9;当高温结合剂的质量分数为75%时材料的体积密度最大,为255g·cm-3;当高温结合剂的质量分数为125%时,材料的抗折强度最大,为19MPa;经过5次高温热震后,高温结合剂的质量分数为75%时材料抗热震性较好,强度损失率为25%.     

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.     

Al_2O_3/SiC纳米陶瓷复合材料的制备及力学性能

采用一次粒径分别为10nm和15nm的αAl2O3和SiC粉体为原料,制备了Al2O3/SiC纳米陶瓷复合材料·纳米SiC颗粒明显抑制Al2O3基体晶粒的长大,SiC体积分数超过4%时,材料的断裂方式由沿晶断裂变为穿晶断裂·随SiC含量的增加,Al2O3/SiC纳米复合材料的硬度增大·材料的弯曲强度和断裂韧性在SiC体积分数为5%时达到最大值·最大三点弯曲强度和断裂韧性分别为641MPa和47MPam1/2,明显高于热压单相Al2O3陶瓷(344MPa和31MPam1/2)·复合材料的强化主要来源于内晶颗粒残余应力强化和晶粒细化...     

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.     

Sialon/SiC复相材料的高温氧化行为

研究了以粘土直接合成Sialon/SiC复相材料的氧化行为,以及Sialon相含量、氧化温度和氧化时间对氧化过程的影响·结果表明,Sialon/SiC复相材料的氧化速度与温度成正比、与时间的平方根成正比·Sialon相的抗氧化性优于SiC相·这种材料的氧化反应是一种钝化反应,具有较好的抗氧化性,Sialon相含量的增加能提高材料的抗氧化性·     

TiO2含量对Al2O3-C质耐火材料性能的影响

碳复合耐火材料是现今耐火材料的发展方向之一,因为引入石墨,使材料具有较高的强度和良好的抗渣侵蚀性能,但碳本身在高温下易被氧化,这一特点限制了其使用寿命的进一步提高.以不同粒度的刚玉和石墨为骨料,以金属Si粉、Al粉和SiC微粉为抗氧化剂,以酚醛树脂为结合剂,研究不同含量的TiO2对Al2O3-C质耐火材料性能的影响.结果表明,随着TiO2含量的增加,Al2O3-C质耐火材料的耐压强度提高,其显气孔率和体积密度的变化不大;一定含量的TiO2有助于提高Al2O3-C质耐火材料的高温强度和抗氧化性能.     

热压烧结C-SiC-B_4C复合材料组织与性能(Ⅰ)

以Cfg,SiC,B4C,TiO2为原料,热压工艺为1750~1 900℃×30 min,25 MPa,制备了C-SiC-B4C复合材料,并研究了材料的组织与性能.结果表明随热压温度升高,复合材料的体积密度、抗折强度、断裂韧性均升高;相同热压温度下随Cfg含量增加,其抗折强度降低、断裂韧性升高.在1 900℃热压,原料质量配比(质量分数,%)为Cfg20,SiC 61.7,B4C 12.3和TiO26时,复合材料的综合力学性能最佳,抗折强度为142.5MPa,断裂韧性为4.8 MPa.m21.复合材料的主晶相为层状结构的Cfg,在Cfg层间为SiC,B4C和原位生成的TiB2颗粒.复合材料的增...     

还原气氛下Al2O3-SiC-Si3N4复相材料的反应烧结过程

以Si3N4，Al2O3，SiC及少量SiO2为原料，研究Al2O3-SiC-Si3N4复相材料在埋炭条件下的反应烧结过程，并借助SEM，EDX和XRD对其微观结构和物相变化进行了分析。研究结果表明，活性α-Al2O3和纳米SiO2能够促进Al2O3-SiC-Si3N4复相材料的烧结，体积密度提高，显气孔率降低，从而提高了强度，在复相材料的合成过程中，发现在高温下烧成的试样内有Sialon相和Si2N2O相生成。     

热压烧结C-SiC-B4C复合材料组织与性能(Ⅰ)

以Cfg,SiC,B4C,TiO2为原料,热压工艺为1750~1 900℃×30 min,25 MPa,制备了C-SiC-B4C复合材料,并研究了材料的组织与性能.结果表明随热压温度升高,复合材料的体积密度、抗折强度、断裂韧性均升高;相同热压温度下随Cfg含量增加,其抗折强度降低、断裂韧性升高.在1 900℃热压,原料质量配比(质量分数,%)为Cfg20,SiC 61.7,B4C 12.3和TiO26时,复合材料的综合力学性能最佳,抗折强度为142.5MPa,断裂韧性为4.8 MPa.m21.复合材料的主晶相为层状结构的Cfg,在Cfg层间为SiC,B4C和原位生成的TiB2颗粒.复合材料的增韧机制主要为Cfg与陶瓷相的热膨胀不匹配产生的热应力导致的弱界面分层诱导韧化作用.     

Sialon相的Z值对Sialon/刚玉复合材料组织和性能的影响

研究了一步工艺合成Sialon/刚玉复合材料中Sialon相Z值的控制,以及SialonZ值对Sialon/刚玉复合材料的机械强度、抗热震性、抗化学侵蚀性、抗氧化性和显微组织的影响规律·结果表明:Sialon/刚玉复合材料随着材料中Sialon相Z值的升高,材料的强度降低,热震稳定性下降,抗氧化性提高,抗化学侵蚀性得到显著改善,Sialon柱状晶体尺寸增大;Sialon相Z值选择在3时该材料能够获得优良的抗氧化性和抗侵蚀性并均衡得到适宜的强度和热震稳定性·     

复合添加炭黑对低碳铝碳材料显微结构与性能的影响

以板状刚玉颗粒、活性氧化铝微粉、Si粉为主要原料,以N220或N990炭黑为碳源,以热固性酚醛树脂为结合剂,在埋炭条件下制备低碳铝碳材料,研究添加不同炭黑对所制得试样显微结构、抗折强度及热震稳定性的影响。结果表明,添加N220炭黑有利于促进材料的致密化和有效发挥纳米炭黑粒子对热应力的吸收作用,降低热冲击对材料结构的破坏,而添加N990炭黑有助于改善铝碳材料的孔结构,有利于试样在高温下形成长径比更大的碳化硅晶须,从而提高材料的力学性能;复合添加N220、N990炭黑能提高低碳铝碳材料试样的强度和抗热震性。材料热震后的抗折强度为7.44 MPa、残余强度保持率为53%~62%。     

B_4C陶瓷材料的无压烧结与性能

以碳化硼微粉作为原料,选用SiC和C为烧结助剂,研究了SiC和C对无压烧结B4C材料的体积密度、硬度、抗折强度和断裂韧性等性能的影响.结果表明,最佳烧结温度为1975℃,保温时间是30min.SiC和C的质量分数对材料密度、硬度和抗折强度的影响都是先增大后减小.烧结助剂SiC和C的最佳添加量分别为6%和5%(质量分数)时,得到相应的无压烧结B4C陶瓷材料的最佳力学性能:体积密度为2.45g/cm3,维氏硬度为35GPa,抗折强度为240MPa,断裂韧性为3.0MPa.m1/2     

辊道窑用瓷辊材质的研制

采用超细工业氧化铝和一些天然原料，通过配方和显微结构设计，研制出一种可用普通注浆成型方法成型，烧成温度为1 550℃的辊道窑用瓷辊材质，测试结果表明：试样的抗折强度为100 MPa以上，抗热震稳定性次数达6次。     

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。     

超细辅助胶凝材料对透水混凝土性能的影响

透水混凝土被认为是海绵城市建设中管理雨水最佳的路面材料之一,强度和透水性是透水混凝土设计时考虑的两个重要参数,为了平衡透水混凝土强度与透水性能之间关系,本文通过力学和透水试验,研究了四种超细辅助胶凝材料(硅粉、矿粉、乳胶粉、粉煤灰)和四个掺量(5%、7%、9%、11%)对透水混凝土力学性能和透水性能的影响规律。结果表明：掺超细辅助胶凝材料均能提高透水混凝土的抗压、弯拉强度,当硅粉掺量为9%时,透水混凝土28天抗压强度超过35 MPa。透水混凝土的孔隙率和透水率随着超细辅助胶凝材料掺量的增加而降低,当孔隙率控制在18%~19%范围内,可实现透水率和强度的良好平衡。孔隙率与透水率之间呈现指数正相关,与抗压强度和弯拉强度呈现指数负相关,提出了基于孔隙率的透水混凝土力学性能和透水性能评估方程。建立了透水混凝土抗压强度与弯拉强度之间的非线性关系方程,实现了对透水混凝土弯拉强度的预测,通过预测值和实测结果对比验证了方程的可靠性。