合成致密刚玉-莫来石-锌铝尖晶石复相材料的工艺研究

研究了合成致密刚玉-莫来石-锌铝尖晶石复相材料的工艺条件.通过XRD和SEM分析了煅烧温度与生成物相的关系,采用二步煅烧工艺研究了轻烧温度及轻烧时间对刚玉-莫来石-锌铝尖晶石复相材料的烧结性能的影响.结果发现:采用ZnO、SiO2、Al(OH)3为原料,1300℃时,系统中能够生成刚玉、莫来石、锌铝尖晶石.在轻烧温度为1300℃时,最佳的保温时间为3h,此时显气孔率达到最小,体积密度相应最大.进一步提高轻烧温度到1400℃时,有利于刚玉-莫来石-锌铝尖晶石复相材料的烧结,在此轻烧温度下,最佳的保温度为2h,此时试样的显气孔率达到最大,体积密度相应最小.     

烧结工艺对合成莫来石晶相结构的影响

讨论不同烧结温度和保温时间对利用铝厂工业污泥与硅石为原料合成的莫来石材料晶相结构的影响.采用XRD和SEM表征各试样的晶相组成和显微结构.实验结果表明:污泥和硅石经高温煅烧各试样最多存在3Al2O3.2SiO2,Al2O3.SiO2和α-Al2O33种晶相,分析结果确定最佳烧成温度为1 480℃,保温时间为5 h,该条件的合成料中3Al2O3.2SiO2的含量达86.8%.     

Na2SiF6对微晶玻璃析晶结构及性能的影响

探讨Na2SiF6晶核剂不同添加量对利用废旧啤酒瓶研制的微晶玻璃的微观结构及性能的影响.用XRD和SEM及相关分析软件表征不同样品的晶相及微观形貌并测试试样的相关性能指标.实验结果表明:添加Na2SiF6试样中析出的主晶相是Na2Ca(SiO4)、Na2Ca3Si6O16和CaMgSi2O6,析出晶体含量随着Na2SiF6添加量增加而增加,确定7%为最佳的Na2SiF6添加量,此时微晶玻璃析出晶相的总量为44.35%,对应的性能指标为:体积密度2.42 g.cm-3,吸水率0.078%,抗折强度100.2 MPa.     

热处理法再生活性氧化铝的微结构研究

采用直接煅烧法再生废弃活性氧化铝,可去除废弃氧化铝中易挥发的组分,并通过再结晶过程使载体重新获得一定的孔结构和比表面,达到再生的目的.探讨了热处理温度与时间对活性氧化铝微结构的影响.用XRD、SEM、BET等方法表征活化后氧化铝的微结构,从而确定最佳的热处理制度.结果表明:再生后的试样均形成2种晶相,分别是(A l2O3)1.333和A l2.85O3.45N0.55,属于立方晶系,Fm3m空间群;最佳的热处理制度为在550℃下保温2 h,其对应的比表面积达242.2 m2/g,平均孔径为7.1 nm,活化后样品的各项性能指标达到采用恩醌法生产双氧水所用的活性氧化铝球的使用要求.     

时效温度对Fe-Ni-Cr沉淀强化合金焊缝显微组织及力学性能的影响

采用OM、SEM等手段表征不同时效处理工艺下Fe-Ni基沉淀强化奥氏体合金焊缝显微组织;采用硬度显微仪表征时效温度对焊件力学性能的影响.结果表明:焊缝区分为垂直于焊接方向的柱状晶区和焊缝中心细小的等轴晶区,柱状晶区与等轴晶区有明显的分界线.同样保温8 h,当时效温度为640℃时,焊缝柱状晶区和等轴晶区均匀分布着细小的γ′颗粒,且晶界及晶内不存在η相的析出;随着时效温度的升高,晶界及晶内逐渐析出片状η相;当时效温度达到740℃时,晶界析出大量大尺寸片状η相.同时,γ′相的数量随着η相的析出而减少,η相的析出是以牺牲γ′相为代价的.因此,时效处理的保温温度应低于740℃.显微硬度测试结果表明,时效处理后的焊件硬度得到了显著提升.     

MoCrFeMnNi高熵合金退火后的组织和性能

高熵合金因具有高强度、耐腐蚀、耐高温氧化等优异的性能而备受关注.采用铝热反应法制备MoCrFeMnNi高熵合金,用XRD、SEM、EDS、显微硬度和压缩实验研究了铸态及700 ℃/12 h、800 ℃/6 h、1 000 ℃/3 h退火后合金的组织和性能变化.结果表明:铝热法制备的MoCrFeMnNi高熵合金为典型的枝晶形貌,晶体结构主要由BCC相、FCC相以及少量的σ相构成,其中枝晶区域为BCC结构,富含Mo和Cr元素;枝晶间区域为FCC结构,富含Ni元素.随着退火温度的上升,枝晶间逐渐析出纳米级σ相,使得合金硬度上升,在800 ℃/6 h退火处理后达到667 HV,抗压强度达到1 050 MPa;1 000 ℃/3 h退火后,σ相团聚成球状和针状并在高温下部分溶解,σ相的减少使得合金硬度下降,抗压强度与铸态时相当,塑性显著提升.     

氟化铝对镁铝尖晶石晶相结构及性能影响的研究

用铝型材厂阳极氧化废渣和碱式碳酸镁((MgCO3)4·Mg(OH)2·5H2O)为主要原料固相烧结合成镁铝尖晶石(MgAl2O4),探讨氟化铝(AlF3)矿化剂对合成的MgAl2O4晶相结构、晶胞参数及微观形貌的影响.用X射线衍射(XRD),扫描电镜(SEM)及相关分析软件等表征得到MgAl2O4.结果表明,添加AlF3的各样品都形成2种晶相:镁铝尖晶石固溶体(Mg0.68Al0.32)(Al0.84Mg0.16)2O4和镁橄榄石固溶体Mg1.81Fe0.19(SiO4).确定2%(质量分数)为最佳添加量,此时试样中MgAl2O4固溶体含量最高为95%,体积密度最高为3.44g·cm-3,显气孔率最小为1.89%,抗弯强度达到151.9 MPa.     

保温时间对原位生成Si3N4结合MgO-C耐火材料的性能影响

 以电熔镁砂、Si粉和鳞片石墨为主要原料,木质磺酸钙溶液(1.25g/mL)为结合剂,采用两段保温烧结工艺氮气气氛下低温段1350℃保温2h和高温段1450℃分别保温2、3和4h烧成MgO-C材料.研究了保温时间对MgO-C材料物相组成、显微结构形貌以及常规物理性能的影响.结果表明,当保温时间从2h增长到3h时,试样中的物相组成以及原位生成的α-Si₃N₄和SiC晶须尺寸无明显变化,随着保温时间继续增加到4h,Si单质相消失,晶须尺寸出现明显增长.常规物理性能方面,随着保温时间的增加,试样内部CO_(g)、SiO_(g)生成量不断增加,显气孔率不断增大,体积密度和耐压强度不断下降.     

热处理工艺对AZ61镁合金干摩擦磨损性能的影响

通过常温下的销盘式干滑动摩擦磨损试验,研究固溶及不同时间的时效处理对铸态AZ61镁合金摩擦磨损性能的影响.试验载荷为100 N,滑动速度为0.78 m/s,滑动距离为1 km.结果表明:固溶处理使铸态合金中的粗大β-Mg17Al12相溶解,导致合金的硬度降低,摩擦系数和磨损率升高;在170℃下对AZ61合金进行不同时间(0~80 h)的时效处理使尺寸细小的β相在晶内和晶界处析出,提高了合金的耐磨性,其中时效20 h后合金的摩擦系数和磨损率最低.AZ61合金在摩擦磨损的过程中共存在三种磨损机制:磨粒磨损、氧化磨损及剥层磨损.     

Al2O3对B4C-Al2O3-Al显微组织与力学性能的影响

在B4C-Al2O3预烧体中真空熔渗铝制备了B4C-Al2O3-Al复合材料,分析了w(Al2O3)对复合材料显微组织和力学性能的影响.结果表明:B4C-Al2O3-Al复合材料主要由B4C,Al2O3,Al,Al3BC和AlB2等相组成;随着w(Al2O3)的增加,复合材料的HRA硬度先增大后减小,材料的抗弯强度和断裂韧性均先减小后增大,当w(Al2O3)为25%时,复合材料具有较好的综合性能,它的气孔率、硬度、抗弯强度和断裂韧性分别为2.06%,84.4HRA,440.36 MPa和6.53 MPa.m1/2;延性铝的加入、裂纹的偏转和分叉、晶粒的细化、增韧相AlB2的生成及热膨胀的不匹配...     

炭泡沫中Si含量对碳化硅多孔陶瓷 组织和性能的影响

研究炭泡沫预制体中Si添加量的变化对碳化硅多孔陶瓷的组织及性能的影响. 以中间相沥青添加一定质量分数的Si粉为原料,经发泡工艺制备含Si的炭泡沫预制体并结合反应烧结工艺制得碳化硅多孔陶瓷. 对碳化硅多孔陶瓷的微观形貌、相组成、孔隙率、孔筋密度和抗弯强度进行分析与测试. 结果表明:随着炭泡沫预制体中Si量的增加,碳化硅多孔陶瓷的孔隙率下降,孔筋密度增加,抗弯强度提高. 当Si的质量分数为50%时,多孔陶瓷孔筋完全由SiC相组成,孔筋密度为3.14g/cm3,多孔陶瓷的抗弯强度达到23.9MPa,对应孔隙率为55%.     

MnO2对8YSZ低温活化烧结及其性能的影响

以MnO2为8YSZ的烧结助剂,研究MnO2含量和烧结工艺参数对8YSZ活化烧结及其性能的影响.采用阿基米德排水法、维氏显微硬度仪、电子万能试验机对烧结块体的致密度、硬度和抗弯强度进行分析,并使用扫描电子显微镜(SEM)、X线衍射分析(XRD)对其微观形貌和相组成进行表征.实验结果表明:块体的致密度随着MnO2含量的增加而逐渐增加,当MnO2添加量为3％时获得了最好的烧结效果;随着温度的升高,块体致密度也逐渐增加,在1300℃烧结4h时,致密度达到了98.59％:在此条件下,样品的硬度与抗弯强度均为最佳,分别为1830.21(HV)与235.46 MPa.     

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     

Influence of aluminium nitride as a foaming agent on the preparation of foam glass-ceramics from high-titanium blast furnace slag

To effectively reuse high-titanium blast furnace slag (TS), foam glass-ceramics were successfully prepared by powder sintering at 1000℃. TS and waste glass were used as the main raw materials, aluminium nitride (AlN) as the foaming agent, and borax as the fluxing agent. The influence of the amount of AlN added (1wt%–5wt%) on the crystalline phases, microstructure, and properties of the produced foam glass-ceramics was studied. The results showed that the main crystal phases were perovskite, diopside, and augite. With increasing AlN content, a transformation from diopside to augite occurred and the crystallinity of the pyroxene phases slightly decreased. Initially, the average pore size and porosity of the foam glass-ceramics increased and subsequently decreased; similarly, their bulk density and compressive strength decreased and subsequently increased. The optimal properties were obtained when the foam glass-ceramics were prepared by adding 4wt% AlN.     

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.     

成型工艺对CBS系微晶玻璃结构与性能的影响

采用干压成型和流延成型工艺制备CaO-B2O3-SiO2(CBS)系生坯。考察成型工艺对CBS微晶玻璃的烧结性能与介电性能的影响;用X线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)对试样进行表征。结果表明:与干压成型相比,流延成型体系中没有出现新的晶相,流延成型试样的体积密度和收缩率有所增加,有利于介电常数提高和介质损耗的降低;850℃烧结的流延成型试样,体积密度达到2.58 g/cm3,X、Y轴收缩率均为15.35%,10 GHz时介电常数和介电损耗分别为6.45和8×10-4,300℃的热膨胀系数为12.02×10-6K-1,抗弯强度为161.18 MPa,热导率为1.9 W/(m.K)。CBS微晶玻璃与Ag电极高温烧结后金属Ag布线断裂。金属Ag电极浆料与生料带共烧时,Ag+能够沿着基片表面不致密部分扩散,而相对致密的晶相,能够在一定程度上阻碍Ag+扩散。     

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%.     

二次烧成对CaO-B2O3-SiO2系微晶玻璃结构和性能的影响

研究一次和二次烧成对CaO-B2O3-SiO2(CBS)微晶玻璃的烧结性能与介电性能的影响。用X线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等分析探讨二次烧成对CBS微晶玻璃的微观结构与介电性能的关系。结果表明:与一次烧成相比,二次烧成能够促进玻璃体中的小晶粒生长,试样的收缩率和体积密度有所增加,有利于介电常数提高和介质损耗的降低,且体系中没有出现新的晶相;875℃烧结的试样,X/Y轴收缩率均为14.33%,体积密度达到2.46 g/cm3,10MHz介电常数和损耗相应为6.21和3.5×10-3,热膨胀系数为11.86×10-6/℃,抗折强度为157.36MPa。     

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·