添加ZrO2-SiC复合粉体对Al2 O3 -C质耐火材料抗热震性能的影响

以电熔刚玉、天然石墨以及利用碳热还原法合成的ZrO2-SiC复合粉体为原料制备了Al2O3-C质耐火材料,研究了ZrO2-SiC复合粉体加入量对Al2O3-C质耐火材料抗热震性能的影响.结果表明:添加质量分数为4%的ZrO2-SiC复合粉体试样的显气孔率最低为18.8%;添加6%ZrO2-SiC复合粉体的试样,在1 200 ℃的温度下热震次数达到10次后,其表面并未出现明显裂纹,且其残余耐压强度为16.71 MPa,耐压强度保持率为40.9%,具有良好的抗热震性能.     

玻璃窑炉用钼电极表面抗氧化涂层的研究

采用料浆法在钼基体上制备ZrO2和SnO2玻璃基抗氧化涂层。通过XRD分析涂层的物相结构,运用SEM观察涂层的显微形貌,同时测试了涂层在800℃高温下的抗氧化性能。结果表明,ZrO2和SnO2玻璃基涂层中分别有BaZrSi3O9和BaSnSi3O9相生成,这两种物质均具有抗氧化性质,使得涂层在一定时间内不易被氧化。在空气中经过2h高温氧化后,ZrO2玻璃基涂层中仅存在ZrSiO4相,而SnO2玻璃基涂层中则出现了BaMo2O7和BaMo2O7相,使得涂层重量增加。ZrO2玻璃基涂层的氧化增重曲线较平缓,且增重先增加后逐渐减少,而SnO2玻璃基涂层的氧化增重持续增加。     

ZrO2强韧化MoSi2复合材料显微结构和性能

通过对热压合成制备的ZrO2 MoSi2复合材料显微组织及其断口形貌分析,结合硬度、抗弯强度、断裂韧度等力学性能和孔隙率、晶粒度的测试,初步探讨了ZrO2颗粒强韧化MoSi2复合材料的机制。结果表明,复合材料中ZrO2粒子沿着MoSi2晶界偏聚,抑制MoSi2晶粒长大;复合材料断口晶粒细小,裂纹扩展曲折,呈现出沿晶与穿晶的混合型断裂特性;ZrO2颗粒通过第二相强化和细化晶粒使复合材料强度得到提高,通过细化晶粒、裂纹偏转和分支、形成微裂纹等机制的综合作用增韧复合材料。     

等离子喷涂热障涂层组织结构与抗热震性能关系研究

采用大气等离子喷涂工艺制备了NiCoCrAlY粘结底层,选用两种微米ZrO2和一种纳米ZrO2粉末,分别采用APS1和APS2两种工艺制备面层.对三种涂层的金相组织、显微力学性能及热震性能进行了测试,对比性试验结果表明增加喷涂过程中变形粒子之间的结合强度,是提高热障涂层热震性能的途径之一;采用AOS2方法制备的热障涂层结构致密、孔隙率低、涂层硬度和弹性模量较高,具有较长的热震寿命,抗剥落性更好.     

LaCrO3- ZrO2材料的性能和显微结构

讨论了LaCrO3- ZrO2材料的性能和显微结构.通过测定试样的体积密度、热震性、常温电阻率,并借助电镜观察、微区分析等手段,对LaCrO3- ZrO2烧结材料的显微结构性进行了探讨.结果表明,在LaCrO3材料中,添加氧化锆后,对烧结体的抗热震性,电阻率及其显微结构均有一定的影响.可使材料烧结体的结构致密,晶粒发育良好且大小均匀,常温电阻率增加,热震稳定性改善.     

添加物对VOD精炼炉用镁铬砖抗热震性的影响

主要研究了不同添加物对镁铬砖抗热震性的影响.结果表明:在电熔再结合镁铬砖基质中分别外加2%的添加物,镁铬砖的抗热震性都有所提高.添加物在提高镁铬砖抗热震性上的顺序为:α-Al2O3 TiO2复合＞α-Al2O3＞ZrO2＞TiO2,其中α-Al2O3 TiO2复合添加物是提高镁铬砖抗热震性的理想添加物.     

无碳钢包渣线耐火材料的研究

研究了几种不同添加物对镁基耐火材料抗渣性和热震稳定性的影响。发现向镁基材料中添加10％左右的ZrO2制成的镁锆砖，对碱性渣的侵蚀具有很高的抵抗能力、同时具有较高的热震稳定性和抗剥落性，是一种较好的无碳钢包渣线耐火材料。     

ZrO2加入量对刚玉-尖晶石浇注料性能的影响

以板状刚玉(6～3 mm、3～1 mm和≤1 mm)为骨料,以电熔尖晶石细粉(≤0.044 mm)、白刚玉细粉(≤0.088mm和≤0.044 mm)、α-Al2O3微粉(≤5μm,d50=2.01μm)为基质,以纯铝酸钙水泥为结合剂,按骨料与基质的质量比为70∶30配料,以ZrO2等量代替白刚玉细粉(≤0.044 mm)制备刚玉-尖晶石浇注料,并研究ZrO2质量分数分别为0、2％、4％、6％、8％时对刚玉-尖晶石浇注料性能的影响.结果表明:随着ZrO2引入量的增大,试样的体积密度和显气孔率均呈上升趋势,线变化率逐渐增大,强度降低,高温抗折强度呈降低趋势,抗热震性和抗渣侵蚀性逐渐增强.综合考虑,ZrO2的最佳引入量为4％～6％.     

铌基超高温合金熔体与陶瓷类坩埚的高温反应

分别在陶瓷类ZrO2、Y2O3、BN和Al2O3坩埚内于2053K（或2153K）保温30min（或10min）重熔铌基超高温合金（主要组分为Nb、Si、Ti、Hf等），以研究该合金的高温熔体与不同材料坩埚的反应情况。实验发现Y2O3、BN和Ai2O3坩埚对熔体都发生了不同程度的沾污反应；在ZrO2坩埚壁上出现了50～60μm厚且具有微小裂纹或熔蚀坑的反应层，其内含有HfO2和TiO2，但ZrO2坩埚对熔体内部基本没有污染。在石墨坩埚上进行制备YSZ涂层的实验发现，ZrO2同石墨基体发生反应生成了ZrC0因此，据有关实验结果，可以先在石墨坩埚基体上用CVD法制备一层SiC内层，再在SiC内层上用浸涂法制备ZrO2涂层，以用于铌基超高温合金熔炼。     

ZrO2基陶瓷压痕断裂韧性的测定

采用压痕裂纹(IM)法测定了无压烧结ZrO2基陶瓷的断裂韧性(K1c),并引入相对偏差概念表征K1c值的精确度.结果表明,由于ZrO2基陶瓷的压痕裂纹具有巴氏裂纹特征,因而只能选择Niihara(P)方程(P表示巴氏裂纹)、Shetty方程、Laugier方程或Marshall方程等来计算K1c.其中,用Niihara(P)压痕方程计算的K1C值最符合实际,且具有最小的相对偏差.因此,正确判断压痕裂纹类型、选择合适的压痕方程及科学处理实验数据等,都将有利于提高压痕断裂韧性的测定精度.     

粘结底层对氧化钇稳定的氧化锆涂层抗热震性能的影响

采用大气等离子喷涂设备,在316不锈钢基体上喷涂Metco204NS、KF-231和LF441三种8Y2O3/ZrO2粉体,研究不同底层材料对涂层抗热震性能的影响。结果表明：在无粘结底层的情况下,三种粉体的涂层只经受数次热震,即产生剥落或龟裂;采用铝包镍粉打底,三种涂层的抗热震性有明显改善,而采用NiCoCrAlY粘结底层,各涂层的抗热震性能达到最佳结果,但三种粉体的涂层又有不同的表现：METCO204NS最差,LF441涂层即使经受130次热震,依然完好。     

Physicochemical Processes of Fabricating Ceramic Materials Based on Nanopowders of Zirconium,Yttrium, Cerium,and Aluminum Oxides

When studying nanoceramics, it is necessary to constantly keep in mind the closest interrelation of their fabrication method, structure, and properties. Nanoceramic materials are used in various branches of technology as structural and functional materials. Nanoceramics are also widely used in medicine. They are harmless, stable, and have great affinity to living organisms. ZrO2-based nanoceramics have a lower elastic modulus than other oxide materials. The specificity of their application lies in their high rupture strength, thermal shock resistance, and chemical stability at high temperatures. However, it is necessary to solve the problem of increasing the fracture toughness of ZrO2-based ceramic materials. The complex alloying of ZrO2 with yttrium and cerium oxides and the use of the Al2O3 additive leads to an increase in the fracture toughness and lowering of the negative effect of materials in the biological medium. In this work, the physicochemical properties of ceramic powders and materials of the ZrO2–2Y2O3–4CeO2–Al2O3 system synthesized by the chemical deposition of inorganic precursors when applying the sol-gel technology are considered based on scientific data and experimental studies. Alloying pure zirconium oxide by stabilizing Y2O3 and CeO2 oxides and thermal hardening of Al2O3 ensure the conservation of the tetragonal structure at room temperature, which makes it possible to retard and control the crack resistance of the material under the load. Investigations into the influence of the sintering temperature and aluminum oxide content on the microstructure and grain size, as well as physicomechanical properties of ceramic materials of compositions ZrO2–2Y2O3–4CeO2 + 1 wt % Al2O3 and ZrO2–2Y2O3–4CeO2 + 3 wt % Al2O3, are carried out.     

Cr2O3、Si3N4对无碳铝镁钢包衬砖性能的影响

通过对无碳铝镁钢包衬砖的力学性能、热震稳定性和抗渣性的研究,表明在无碳铝镁钢包衬砖中引入Cr2O3可以提高试样的热震稳定性、抗渣性、高温抗折强度、重烧线变化等;添加Si3N4可提高试样的抗渣性和烧后耐压强度,却使试样的热震稳定性变差。     

Investigation of three steps of hot corrosion process in Y_2O_3 stabilized ZrO_2 coatings including nano zones

Phase transformation of tetragonal ZrO2 to monoclinic phase and also increment of bond coat oxidation kinetic（TGO thickening） can substantially restrict the life time of thermal barrier coating systems（TBCs）. So, nanostructured and conventional Y2O3 stabilized ZrO2 coatings were evaluated in fused V2O5-Na2SO4 salts during thermal exposure in air. Microstructural characterization showed lower hot corrosion products（monoclinic zirconia, YVO4 crystals） formation and reduction of TGO thickness in thermal barrier coating system consisting of nanostructured Y2O3 stabilized ZrO2（YSZ） top coat. It was found that inhomogeneities, pores and micro-cracks played a principal role in the molten salts infiltration into the YSZ coating during three steps of hot corrosion process. In the nanostructured YSZ coating with tri-model structure, nano zones which surrounded by fully molten parts could fill the aforementioned defects and could act as barrier for the oxygen and corrosive molten salts penetration into the TBC.     

NiFe2O4基惰性阳极抗热震性的研究进展

综述了铝电解用NiFe2O4型惰性阳极材料抗热震性能的研究现状。简要的介绍了材料抗热震断裂的理论,评述了NiFe2O4基金属陶瓷抗热震性的有关研究情况,概述了NiFe2O4型惰性阳极今后的研究重点及发展方向。     

高频等离子体制备超细ZrO2、ZnO粉体材料

以高频等离子体（HFP）为高能，纯净热源，采用高温离解-气相冷凝沉积新工艺制备出亚微米级ZrO2及纳米级ZnO等超细粉体材料，调动了同步热分析仪（STA-1500），电子探针（EPMA-1600），X-射线衍射（XRD）及比表面测定仪（ST-03）等手段对获得的产品进行了相关参数的考查和测定。     

CeO2对不锈钢基SiO2-BaO-Al2O3-Cr2O3陶瓷涂层性能的影响

采用高温熔烧法于1Cr18Ni9Ti不锈钢基材表面制备掺CeO2的SiO2-BaO-Al2O3-Cr2O3陶瓷涂层,研究了不同含量CeO2对涂层的抗氧化性、抗热震性和硬度的影响。研究结果表明,含CeO2的不锈钢基SiO2-BaO-Al2O3-Cr2O3陶瓷涂层能有效阻止不锈钢基体的氧化增重,提高涂层的抗热震性能及硬度。本实验条件下,CeO2含量2.8%时,涂层具有最好的抗氧化性能和抗热震性能。     

粒度和热处理温度对磷酸盐制品性能的影响

磷酸盐结合高铝制品具有耐压强度高、耐磨性和热震稳定性好等特点,广泛应用于工业窑炉中,本文重点探讨了粒度组成和热处理温度对制品性能的影响。在生产中通过调整骨料临界颗粒和大颗粒的加入量,经500～550℃热处理后的制品具有较好的使用性能。     

等离子喷涂纳米ZrO2热障涂层的耐盐雾腐蚀性能

对大气等离子喷涂技术制备的纳米ZrO2热障涂层进行盐雾试验,采用金相显微镜、X射线衍射仪、拉伸试验机等对试验前后涂层组织及性能进行了研究。结果表明,纳米ZrO2热障涂层具有优异的耐盐雾腐蚀能力,盐雾腐蚀对涂层的显微组织、相结构、结合强度、剪切强度和耐湿热环境能力均无明显影响。盐雾腐蚀前后纳米ZrO2陶瓷面层均由t-ZrO2单相组成,其孔隙率分别为13.1%和12.6%,平均结合强度分别达到47.9MPa和48.7MPa。湿热试验后涂层完整、表面清洁,无新相生成。