高炉用SiC砖显微结构及其抗侵蚀特征

用显微分析手段对高炉用四种Ｓｉ３Ｎ４结合及Ｓｉａｌｏｎ结合的ＳｉＣ砖进行了分析观测,测定了四种样品的抗氧化,抗碱侵及抗渣侵的能力。发现ＳｉＣ耐火材料的抗侵蚀能力与其显微结构密切相关,结构越致密,ＳｉＣ砖的抗侵蚀能力越强,ＳｉＣ砖中胶结相的胶结力是其结构性能的关键,Ｓｉ３Ｎ４及Ｓｉａｌｏｎ的网状结构愈发育,砖体的抗侵蚀越强,测定分析了四种样品的碱侵蚀产物,发现“过剩氧”的存在是砖体碱侵破损的原因之一     

氮化物结合耐火材料与氧化物耐火材料的抗侵蚀性能研究

比较了Ｓｉ３Ｎ４结合ＳｉＣ，Ｓｉａｌｏｎ结合刚玉，ＡｌＮ结合刚玉，ＡｌＯＮ结合刚玉材料与刚玉砖和粘土砖的抗高炉渣侵蚀及抗钢水侵蚀性。结果表明：与刚玉质、粘土质耐火材料相比，氧化物／非氧化物复相材料显示优良的抗渣渗透性和抗渣浸蚀性，与Ｓｉ３Ｎ４结合ＳｉＣ材料相比，ＡｌＮ结合刚玉材料和ＡｌＯＮ结合刚玉材料显示优良的抗钢水侵蚀性。     

Si_3N_4─SiC耐火材料的碱蚀动力学

对Ｓｉ３Ｎ４结合的ＳｉＣ的抗碱蚀机理进行了动力学实验研究．结果表明，其碱蚀过程受化学与扩散混合控制；碱蚀增重及残余强度与碱蚀时间呈１／２次幂函数规律变化，与温度分别呈线性和二次幂函数规律变化．而其碱蚀增重速率及残余强度变化速率均与时间呈－１／２次幂函数规律变化     

Si3N4—SiC耐火材料的碱蚀动力学

对Ｓｉ３Ｎ４ｘ结合的ＳｉＣ的抗碱蚀机理进行了动力学实验研究，结果表明，其碱蚀过程受化学与扩散混合控制；碱蚀增重及残余强度与碱蚀时间呈１／２次幂函数规律变化；与温度分别与呈线性和二次幂函数规律变化，而其碱蚀增重速率及残强度变化速率均与时间呈－１／２次幂函数规律。     

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。     

Si3N4／SiCp复相陶瓷材料的研究进展

综述了ＳｉＣ闰弥散强化Ｓｉ３Ｎ４基陶瓷材料的研究近况，根据Ｓｉ３Ｎ４和ＳｉＣ的不同烧结机理对Ｓｉ３Ｎ４／ＳｉＣｐ复相陶瓷材料烧结机理以及ＳｉＣｐ的掺入对材料可烧结性的影响进行了理论上的探讨。将ＳｉＣｐ粒子的尺寸对Ｓｉ３Ｎ４／ＳｉＣｐ复相陶瓷材料显微结构和力学性能的影响与材料可烧结性之间的关系进行了分析，通过比较热压Ｓｉ３Ｎ４／ＳｉＣｐ复相陶瓷材料和Ｓｉ３Ｎ４／纳米ＳｉＣｐ复相陶瓷材料中ＳｉＣｐ一地     

Si_3N_4/SiC_p复相陶瓷材料的研究进展

综述了ＳｉＣ颗粒弥散强化Ｓｉ３Ｎ４基陶瓷材料的研究近况,根据Ｓｉ３Ｎ４和ＳｉＣ的不同烧结机理对Ｓｉ３Ｎ４／ＳｉＣｐ复相陶瓷材料烧结机理以及ＳｉＣｐ的掺入对材料可烧结性的影响进行了理论上的探讨将ＳｉＣｐ粒子的尺寸对Ｓｉ３Ｎ４／ＳｉＣｐ复相陶瓷材料显微结构和力学性能的影响与材料可烧结性之间的关系进行了分析通过比较热压Ｓｉ３Ｎ４／ＳｉＣｐ复相陶瓷材料和Ｓｉ３Ｎ４／纳米ＳｉＣｐ复相陶瓷材料中ＳｉＣｐ含量对材料显微结构和力学性能的影响,对ＳｉＣｐ弥散强化Ｓｉ３Ｎ４基陶瓷材料的强化效果和强化机理进行了初步的分析     

激光等离子体化学反应合成SiC、Si＿3N＿4

本工作以Ｃ＿３Ｈ＿６＋ＳｉＨ＿４混合的气体及ＳｉＨ＿４＋ＮＨ＿３混合气体为反应物，用激光等离子体化学气相反应法合成了纳米级的ＳｉＣ和Ｓｉ＿３Ｎ＿４陶瓷粉末材料，用红外谱、Ｘ射线衍射、透射电子显微镜等多种技术对粉末的化学键性质、粒度及形、晶态等特性进行了分析，讨论了实验参量对粉末性能的影响。     

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。     

活性钎料钎接Si_3N_4陶瓷的机理研究

通过钎料中常用活性材料与被钎陶瓷Ｓｉ＿３Ｎ＿４之间的物理现象和化学反应，讨论了活性材料所起的作用，即通过活性金属与Ｓｉ＿３Ｎ＿４陶瓷的化学反应形成反应过渡层而结合，同时活性材料改善了钎料在Ｓｉ＿３Ｎ＿４陶瓷表面的漫流性能．但因为反应产物与Ｓｉ＿３Ｎ＿４陶瓷热物理性能相差较大，故活性材料的加入量应限制在一定范围以内。用Ａｇ－Ｃｕ－Ｔｉ钎料钎接Ｓｉ＿３Ｎ＿４／钢时，在Ｓｉ＿３Ｎ＿４／钎料过渡区生成了富ＴｉＮ层和富Ｔｉ＿３Ｓｉ＿５层，控制这两个反应结合层的成分和厚度可能是提高钎接接头强度的关键之一。此外在一定范围内增加钎料层厚度时，钎接接头强度有明显提高。     

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．     

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。     

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%。     

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。     

SiC/C功能梯度材料的制备

以经典无限大叠板理论和热弹性力学为基础,通过自选开发的计算机辅助设计系统对SiC/C FGM中的热应力分布进行了理论分析,得到制备SiC/C的功能梯度材料最佳工艺参数,采用热压烧结工艺,在1950℃,25MPa和保温1h的条件下制备出了F4和F7两种无宏观缺陷的块体SiC/C功能梯度材料,采用SEM对FGM微观结构进行了观察。500℃室温淬水实验表明,按最佳参数制备的功能梯度材料F7具有良好的抗热震性能。     

Sialon/SiC复相材料的组织与性能

研究了利用粘土、SiC为主要原料,直接合成的Sialon/SiC复相耐火材料的相组成和显微组织,并研究了材料中Sialon含量对复相材料的密度、抗折强度、耐压强度和热震稳定性的影响·结果表明,复相材料的抗折强度和耐压强度均随Sialon相含量的增加而增加,最大抗折强度为876MPa,最大耐压强度为193MPa;材料的体积密度随材料中Al2O3残余相含量的增加而增加,材料的最大体积密度为265g/cm3;材料的热震稳定性随Sialon相含量的增加而下降;材料的显微组织为Sialon和Al2O3形成的连续基质相包裹着SiC颗粒的显微复合组织·     

聚变堆面向等离子体SiC/Cu梯度材料的制备与评价

用超高压梯度烧结法制备出了成分分布从0－100％的接近理论密度的SiC/Cu聚变堆面向等离子体功能梯度材料,化学溅射实验表明其CD4产额与二次纯化石墨相比降低了80％,热解吸收气率约为石墨的10％,在398MW/m2的激光热冲击下,材料表现出现疲劳裂纹和化学分解现象,原位等离子体辐照结果显示陶瓷材料表面出现一定程度的溅射损伤。     

Y4Si2O7N2-BN复合材料抗热震性能研究

系统地研究了Y4Si2O7N2_BN复合材料的抗热震性能.计算表明,Y4Si2O7N2_30vol.％BN复合材料具有较高的热应力断裂抵抗因子R1值.进一步的实验证明该复合材料的临界热震温差为850～900K.第二相h-BN在热震条件下的层间劈裂愈合机制对复合材料保持较高的残余强度有利.     

冷放空天然气火灾爆炸事故影响范围模拟

针对冷放空作业中的意外火灾、爆炸事故,许多研究单一从冲击波超压方面考虑伤害范围,一旦发生火灾,热辐射强度也非常强,研究不同影响因素下火灾的热辐射伤害范围十分必要。首先,分析放空压力6 MPa和放空速率20×10⁴m³/h时冷放空天然气火灾的热辐射影响范围和冲击波超压影响范围,然后,模拟不同放空速率和不同放空压力下热辐射的影响范围和冲击波超压的影响范围。结果表明,在模拟工况下,放空压力对热辐射强度影响更大,热辐射导致的轻伤距离最远达到269.72 m;在模拟工况下,放空速率对冲击波超压影响更大,冲击波导致轻伤的最远距离达到198.00 m。在实际工程中,控制放空压力和放空速率对减轻意外火灾爆炸事故的后果极为重要。