不同含钙原料对CaZrO3合成的影响

为了找出CaO合成CaZrO3的适宜含钙原料,分别以CaCO3、CaO和Ca(OH)2为钙源,以单斜ZrO2和CaO稳定ZrO2为原料,利用固相反应法在1 600℃下烧结制备CaZrO3。对合成产物进行热力学计算,并用XRD、SEM分析烧后试样的相组成、显微结构和晶粒的发育情况。结果表明,不同原料均能够合成锆酸钙,但不同原料所合成的锆酸钙的致密度和晶粒尺寸不同:以Ca(OH)2和CaO稳定ZrO2为原料合成的试样中CaZrO3晶相的含量最高,致密度最好,晶粒发育最完全。     

以氢氧化钙为钙源高温煅烧合成钛酸钙

为探究以氢氧化钙为钙源高温固相反应合成钛酸钙的工艺条件,以分析纯Ca(OH)_2粉和钛白粉(锐钛矿)为原料,按n(CaO)∶n(TiO_2)分别为1、1.1、1.2、1.3和1.4配料,经成型、干燥后,分别在1500、1550、1600、1650和1700℃保温2.5h煅烧合成钛酸钙。检测烧后试样的体积密度和显气孔率,并利用XRD和SEM分析物相组成和显微结构。结果表明:1)n(CaO)∶n(TiO_2)=1时,在不同煅烧温度下均合成出了无杂相的稳定CaTiO_3相;但随着钙钛比和煅烧温度的提高,稳定的CaTiO3相逐渐转变成不稳定的Ca3Ti2O7和Ca4Ti3O10相,对合成材料的显微结构和物相组成影响较大;达到1700℃时,不稳定钛酸钙相均又全部转变成稳定的CaTiO3相。2)随着煅烧温度从1500℃升高到1650℃,合成钛酸钙材料的致密性逐渐变差。3)以氢氧化钙为钙源固相法合成钛酸钙时,煅烧温度控制在1500℃(保温2.5h)时,n(CaO)∶n(TiO_2)=1为适宜的合成条件。     

电熔镁锆合成料的组成对显微结构和性能的影响

研究了轻烧氧化镁和锆英砂的配料组成对电熔镁锆合成料的显微结构和性能的影响。结果表明 ,配料中锆英砂含量的增加使熔浆的粘度上升 ,合成料难以致密化。锆英砂配入量对ZrO2晶形及晶粒尺寸影响不大 ,但明显影响方镁石的晶形、晶粒尺寸以及气孔的形状和尺寸。研究发现 ,配料中引入的SiO2 成分约有 60 %～ 70 %进入玻璃相。     

烧成温度和ZrO2含量对镁锆制品烧结性能的影响

以烧结镁砂和锆英石为原料,按烧结镁砂与锆英石的质量比分别为8812,8515,8020,7723进行配料,成型后在110 ℃下保温24 h干燥,然后分别在1550 ℃、1600 ℃、1650 ℃、1730 ℃下保温3 h烧成,采用扫描电镜和能谱分析及XRD分析方法,研究了烧成温度和锆英石加入量对镁锆制品烧结性能的影响.结果表明随着锆英石加入量的增加和烧成温度的提高,镁锆制品的理化性能也逐渐提高,当锆英石的加入量为20%(即ZrO2含量为12%),烧成温度为1650 ℃时,镁锆制品的理化性能最佳,MgO与SiO2反应形成的镁橄榄石相(M2S)最多,ZrO2则多以t-ZrO2形式存在于MgO颗粒的周围,还有一小部分与MgO形成固溶体.     

CaZrO_3材料的合成和抗Al_2O_3沉积的研究

采用反应烧结法合成了以CaZrO_3为主晶相的ZrO2－CaO合成料，适当提高CaO／ZrO2比或引入SiO2能有效提高合成料的致密化程度。ZrO2－CaO－C材料与铜液接触时，可通过CaZrO3分解产物CaO与钢液中脱氧生成物Al2O3反应生成低熔点相而起到抗Al2O3沉积的作用。     

ZrO2(CaO)纳米粉体的性能与CaO含量的关系

采用凝胶-超临界流体干燥技术合成不同CaO含量的稳定化ZrO2超微粉体,对粉体的织构性能和烧结性能进行研究.实验表明:粉体中CaO的浓度会显著影响其粒度、相组成及烧结性能,而且这种影响作用与传统粉体的不同.     

ZrO_2含量对镁锆不烧砖性能的影响

以w(MgO)=97%的电熔镁砂和w(ZrO2)=14.33%的预合成电熔镁锆料为原料,以酚醛树脂为结合荆,用400 t摩擦压砖机机压成型制备了w(ZrO2)分别为0、2%、4%、6%和8%的镁锆不烧砖,研究了ZrO2含量对镁锆不烧砖的常温性能、高温强度、抗热震性的影响,同时还重点研究了其抗渣性能(采用回转抗渣法,渣为碱度3.6的精炼炉渣,侵蚀温度1 650℃),并借助SEM和EDAX分析了部分抗渣后试样的显微结构.结果表明:(1)随着引入的ZrO2含量提高,镁锆不烧砖的常温力学性能总体呈上升趋势,w(zrO2)由0增加到8%时,1 600℃3 h处理后镁锆不烧砖的高温抗折强度(1 500℃下)从0.5 MPa提高到2 MPa.(2)引入的ZrO2改善了不烧砖的抗热震性,w(ZrO2)由0增加到8%时,试样经1 000℃风冷1次后的抗折强度保持率由20%提高至70%以上.(3)ZrO2的引入可以改善镁质材料的抗渣渗透性,尤其是电熔钱锆合成料以细粉形式引入时效果更佳;但ZrO2的引入又对抗渣侵蚀性有所不利,尤其是引入w(ZrO2)达6%～8%时,会造成主晶相方镁石和c-ZrO2,的热膨胀不匹配效应加剧,使材料产生较大裂纹甚至剥落,导致抗渣渗透性随之恶化.当引入的w(ZrO2,)≤4%时,材料以侵蚀损毁为主,蚀损深度约12 mm;而w(ZrO2)>4%时,以渗透和剥落损毁为主,最高蚀损深度达到30 mm左右.因此,综合考虑,镁锆不烧砖中ZrO2,含量以4%(质量分数)为宜.     

低温烧结PZT–0.5%PbO·WO_3压电陶瓷

以固态氧化物为原料,采用一次合成工艺制备锆钛酸铅(leadzirconatetitanate,PZT)–0.5%PbOWO3压电陶瓷,研究摩尔比n(Zr)/n(Ti)、烧结温度对陶瓷性能的影响。结果发现:合成温度900℃保温2h可以得到钙钛矿结构压电陶瓷。n(Zr)/n(Ti)=1.08时,烧结温度为1100℃保温2h,压电陶瓷的综合性能在准同型相界处达最佳:介电常数ε3T3/ε0=1593,介电损耗tg?=0.019,压电系数d33=363.5×10-6C/N,机电耦合系数Kp=0.596,机械品质因数Qm=88.4。     

CaO引入量对ZrO2制品相组成和性能的影响

以Ca-PSZ和工业ZrO2为原料,以未引入CaO的ZrO2制品作对比,研究了CaO引入量(其质量分数分别为0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、3.5%、5.0%和7.0%)对ZrO2制品相组成及性能的影响。结果表明:CaO的引入对ZrO2制品相组成的影响显著;随着CaO引入量的提高,ZrO2的稳定度增加,试样的致密度有所下降,抗热震性也逐步降低;CaO引入量为1.5%(w)时,试样强度最高,分析认为试样中单斜相与稳定相热膨胀系数的不同导致在两相界面产生应力,而这种应力是稳定相较低时抗热震性异常的主要原因。     

原料种类与煅烧温度对合成CaZrO_3粉体的影响

为了探讨采用高温固相反应法合成CaZrO_3粉体的适宜工艺条件,以CaO、Ca(OH)_2和CaCO_3粉为钙源原料,以纳米级ZrO_2(简称nm-ZrO_2)、微米级ZrO_2(简称μm-ZrO_2)和CaO部分稳定ZrO_2(简称Ca-PSZ)粉为锆源原料,按照n(CaO)n(ZrO_2)=1 1分别组合配料,经混合、压制成型后,采用固相反应法分别在800、900、1 000、1 100和1 300℃保温3 h煅烧合成CaZrO_3粉体,探讨了原料种类及煅烧温度对CaZrO_3合成率的影响。结果表明:有利于CaZrO_3合成的钙源优势顺序(从优到劣)为CaO、Ca(OH)_2、CaCO_3,有利于CaZrO_3合成的锆源优势顺序为nm-ZrO_2、μm-ZrO_2、Ca-PSZ;以nm-ZrO_2、μm-ZrO_2和Ca-PSZ为锆源的试样中,其CaZrO_3含量迅速增加的温度区间分别主要发生在800~1 000℃、900~1 100℃和1 000~1 300℃;以CaO和纳米级ZrO_2为原料,在1 000℃保温3 h的条件下即可合成出纯度较高的CaZrO_3粉体。     

镁锆砖和镁铬砖的抗RH炉渣侵蚀性对比

为取代RH炉用镁铬材料,以电熔镁砂为主原料,分别加入单斜锆、脱硅锆、单斜锆与脱硅锆的混合粉、锆英石制备了ZrO2质量分数分别为15%和20%的镁锆砖,并利用静态坩埚法对比研究了镁锆砖和镁铬砖的抗RH炉渣侵蚀性。结果表明:对于Al2O3含量高且碱度(CaO/SiO2比)大的RH炉渣,镁锆砖抗侵蚀性能优于镁铬砖的;镁锆砖的侵蚀机理是砖中的ZrO2与渣中的CaO迅速反应,形成高熔点物相CaZrO3,能堵塞砖中的孔隙而形成致密保护层,从而阻止钢渣对镁锆砖的进一步侵蚀;而镁铬砖的侵蚀机理是渣中的Al2O3、Fe2O3等R3 和镁铬尖晶石中Cr3 交换,渣与砖反应生成的镁铝尖晶石和镁铁尖晶石使得材料变性,同时由于体积效应使镁铬材料鼓胀开裂,从而导致镁铬砖的严重侵蚀。     

含ZrO_2添加剂对方镁石-尖晶石耐火材料抗渣性能的影响

采用电熔镁砂、电熔镁铝尖晶石为主要原料,用坩埚法研究了三种含ＺｒＯ２ 添加剂对方镁石－ 尖晶石耐火材料抗渣性能的影响。结果表明：引入的ＺｒＯ２ 能有效吸收渣中的ＣａＯ,形成高熔点的ＣａＺｒＯ３ 固相堵塞在气孔中,阻止了炉渣的进一步渗透,又有效地降低了ＣａＯ 对尖晶石的分解作用及ＣａＯ、ＳｉＯ２ 等对主晶相方镁石的侵蚀作用;同时,ＺｒＯ２ 的引入能促进烧结,提高高温固相直接结合率,对提高抗渣性也有着十分重要的意义。     

液相烧结8YSZ陶瓷的性能研究

以Bi2O3为烧结助剂,利用液相烧结法制备8YSZ陶瓷材料,研究了烧结助剂对材料致密化、相组成、显微结构、力学性能及电学性能的影响.结果表明:烧结助剂的引入显著促进了材料的致密化、降低了烧结温度;引入烧结助剂Bi2O3后,使得ZrO2中的Y2O3含量减少,以致出现了含有单斜相氧化锆的第二相;而材料的致密化和单斜相氧化锆的出现,又使其具有良好的力学性能,同时对电学性能也有一定的影响.     

氧化锆负载硝酸盐固体碱催化剂的制备与表征

氧化锆分别用NaNO3、KNO3、Ca(NO3)2浸渍,经高温焙烧制得Na2O/ZrO2、K2O/ZrO2、CaO/ZrO2固体碱催化剂,将其用于碳酸二甲酯和异辛醇酯交换合成碳酸二异辛酯的反应。通过XRD、FT-IR、BET等表征手段,分析了催化剂的物相结构、硝酸盐与载体的相互作用及焙烧温度对催化剂活性的影响。结果表明,Na2O/ZrO2、K2O/ZrO2、CaO/ZrO2固体碱催化剂分别在600,500,700℃达到各自活性的最大值。Na2O/ZrO2具有高活性和高稳定性,K2O/ZrO2活性高,但是稳定性较差。     

Effect of Fused MgO-ZrO_2 Clinker Addition on Thermal Shock Resistance of MgO-ZrO_2 Unfired Bricks

MgO-ZrO2 unfired bricks with ZrO2 content up to 8% at the interval of 2% were prepared,using fused magnesia(MgO:97%)and fused MgO-ZrO2 clinker(ZrO2:14.33%)as starting materials and phenolic resin as binder.The effects of ZrO2 content on thermal shock resistance(TSR)and other properties such as cold and hot modulus of rupture have been investigated.Residual cold modulus of rupture ratio after heating at 1 000 ℃ and quenching by air blowing was adopted to characterize TSR.Addition of the MgO-ZrO2 clinker impr...     

SiC/β-Sialon装甲陶瓷的制备及性能

采用无压烧结工艺制备高比强度SiC/β-sialon复相陶瓷。研究了原料组成和第一阶段反应温度对合成β-sialon相的影响,分析了氧化物添加剂和第二阶段烧结温度对材料烧结性能和力学性能的影响。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜以及万能试验机表征样品的物相组成、微观结构和力学性能。结果表明：用10%（质量分数,下同）的苏州土部分替代Al2O3和SiO2能有效促进β-sialon相的生成,在1500℃保温2h合成出无杂相的β-sialon相;复合添加5%ZrO2和5%Y2O3可促进样品的烧结致密化。当温度为1650℃时,样品的体积密度为2.90g/cm3,抗弯强度和断裂韧性分别达到375MPa和3.24（MPa·m1/2）,弯曲比强度为1.29×105（N·m）/kg,比Al2O3提高了40%以上。     

Y2O3添加量对Al2O3/ZrO2复合材料烧结行为和热机械性能的影响

研究了Y2O3添加量对Al2O3/ZrO2复合材料烧结行为和热机械性能(高温抗折强度和抗热震性)的影响,并研究了这些性能与物相组成和显微结构间的关系.结果表明:Y2O3在Al2O3/ZrO2复合材料中起稳定ZrO2晶型、改善烧结致密化、提高高温抗折强度和抗热震性的作用.当Y2O3添加量为1%时,试样的烧结性能和高温抗折强度较佳,体积密度、显气孔率和线收缩率分别为3.27 g/cm3、21.95%和7.43%,高温抗折强度达29 MPa;抗热震性则在Y2O3添加量为0.5%时较佳,其残余强度保持率为71%.Y2O3对Al2O3/ZrO2复合材料烧结性能和热机械性能的影响与Y2O3/ZrO2固溶体的形成、Al2O3和ZrO2晶体间的结合程度及试样中微裂纹含量密切相关.     

蓝色氧化锆陶瓷的研制

以微米或纳米氧化锆粉体为主原料,钒锆蓝色料或Co3O4为着色剂,添加适量烧结助剂制备蓝色氧化锆陶瓷。研究了氧化锆、助剂、着色剂等对蓝色氧化锆陶瓷颜色及性能的影响。结果表明:用纳米级ZrO2粉体为原料,钒锆蓝色料为着色剂,添加少量烧结助剂,可制得性能优良、颜色亮丽的蓝色氧化锆陶瓷;用纳米级ZrO2为原料,Co3O4为着色剂,添加少量烧结助剂,可制得性能优良、颜色亮丽的钴蓝色氧化锆陶瓷。     

ZrO2／CaO比不同对ZrO2.CaO材料组织结构的影响

连铸浸入式水口中Al_2O_3的堵塞,阻碍了连铸优质钢的发展,新型锆钙碳质水口的应用取得了良好效果,这种水口的主要成份即ZrO_2、CaO,由于CaO的水化问题,使得钙质材料应用受到了限制。本试验采用不同ZrO_2/CaO比的成分设计,观察了其组织结构的变化,找出了防止CaO水化的CaO添加范围。     

纳米Al2O3-ZrO2(3Y)复相陶瓷的微波烧结

采用纳米Ａｌ２Ｏ３粉和纳米ＺｒＯ２（３Ｙ）粉为原料,对不同成分配比的Ａｌ２Ｏ３－ＺｒＯ２（３Ｙ）复相陶瓷进行了微波为烧结的研究。实验结果表明微波烧结可获得委肮的致密度,并提高断裂韧性,但晶粒长大倾身大于其它烧结方式;在Ａｌ２Ｏ３－ｚｒ２（３Ｙ）二元系中,随ＺｒＯ２（３Ｙ）含量啬,烧结时的致密化过程加速,且晶粒长大倾向减小。