Y2O3含量对SiO2-Al2O3-B2O3-K2O-Li2O系统微晶玻璃的析晶及性能的影响

以SiO2-Al2O3-B2O3-K2O-Li2O为玻璃组成,P2O5和ZrO2为复合成核剂,Sb2O3为澄清剂,Y2O3为添加物,通过传统熔体冷却方法制得了该系统基础玻璃.利用DSC、XRD、SEM及性能测试等手段,研究了Y2O3含量的变化对玻璃析晶行为、析出晶相种类、晶粒尺寸、晶粒分布以及微晶玻璃的力学性能的影响.研究结果表明:随着Y2O3含量的增加,玻璃的析晶峰值温度升高,且析晶峰也逐渐变宽、变钝;Y2O3的加入并不影响微晶玻璃中主晶相的组成,但对其微观结构有明显影响;当Y2O3含量低于2.0%(摩尔分数)时,微晶玻璃的抗弯强度随Y2O3含量增加而增加;当Y2O3含量为2.0%时,获得微晶玻璃的抗弯强度值最高,达到217 MPa;当2.0%≤x(Y2O3)≤2.5%时,抗弯强度反而降低;当Y2O3含量为2.5%时,获得的微晶玻璃具有良好的半透明性,并具有较好的力学性能(抗弯强度为198 MPa);与一步法热处理相比,采用两步晶化热处理有利于提高微晶玻璃的力学性能.     

成核剂对SiO_2-Al_2O_3-MgO-F系微晶玻璃析晶的影响

采用高温熔融法制备了不同成核剂Fe_2O_3及ZrO_2含量的SiO_2-Al_2O_3-MgO-F系玻璃试样,用差示扫描量热仪、X射线衍射仪以及扫描电子显微镜研究了成核剂对此微晶玻璃析晶特征的影响.结果表明:在所研究的微晶玻璃中,随着ZrO_2含量增加,玻璃转变温度和析晶温度略有提高.当玻璃中ZrO_2含量超过5.0%(质量分数,下同)时,玻璃转变温度有较大提高,而析晶温度却大大降低.同时添加ZrO_2和Fe_2O_3提高了玻璃转变温度,并且在850～900 ℃及925～960 ℃出现了2个析晶放热区间.对应第1个析晶温度区间,堇青石晶体在玻璃基体中均匀析出,析出晶体为枝状,最终形成多边星形.第2个放热区间温度对应云母晶体的析出,析出晶体呈片层状,在星形晶体间析出.随着玻璃中Fe_2O_3含量的增加,玻璃转变温度和放热峰温度都逐渐提高,而且2个放热峰温度的间隔程度增加.同时也发现ZrO_2和Fe_2O_3的加入都抑制了云母晶体的析出.     

Fe_2O_3含量对CaO-Al_2O_3-SiO_2系微晶玻璃显微组织与力学性能的影响(英文)

采用差热分析(DTA)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、电子顺磁共振(ESR)和Mssbauer谱等技术研究Fe2O3含量对CaO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃显微组织与力学性能的影响。结果表明:Fe2O3的加入不改变CaO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃析出的主晶相类型,但使体系的析晶峰温度降低,析晶活化能增加和析出晶体的粒度减小。ESR测试结果表明,Fe2O3的加入会因轴向扭曲造成分相,从而促进析晶;同时,Fe2O3的加入能更好地调整CaO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃网络内部结构,使Fe3+进入比四面体对称性更高的八面体配位,有利于抗弯强度的增大。Mssbauer测试结果表明,Fe3+和Fe2+在CaO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃存在不同的配位,且微晶玻璃的抗弯强度随Fe3+六配位数的增多而增大;同时,Fe2+和Fe3+相互作用的增强也有利于微晶玻璃抗弯强度的增大。在核化温度为700°C、核化时间为2 h、晶化温度为910°C和晶化时间为3 h的热处理条件下,样品的显微硬度达到HV 896.9,抗弯强度达到217 MPa。     

Fe2O3含量对CaO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃显微组织与力学性能的影响（英文）

采用差热分析(DTA)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、电子顺磁共振(ESR)和Mssbauer谱等技术研究Fe2O3含量对CaO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃显微组织与力学性能的影响。结果表明:Fe2O3的加入不改变CaO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃析出的主晶相类型,但使体系的析晶峰温度降低,析晶活化能增加和析出晶体的粒度减小。ESR测试结果表明,Fe2O3的加入会因轴向扭曲造成分相,从而促进析晶;同时,Fe2O3的加入能更好地调整CaO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃网络内部结构,使Fe3+进入比四面体对称性更高的八面体配位,有利于抗弯强度的增大。Mssbauer测试结果表明,Fe3+和Fe2+在CaO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃存在不同的配位,且微晶玻璃的抗弯强度随Fe3+六配位数的增多而增大;同时,Fe2+和Fe3+相互作用的增强也有利于微晶玻璃抗弯强度的增大。在核化温度为700°C、核化时间为2 h、晶化温度为910°C和晶化时间为3 h的热处理条件下,样品的显微硬度达到HV 896.9,抗弯强度达到217 MPa。     

Y-Al-Si-O-N-F氧氟氮微晶玻璃的显微结构与力学性能

在氮气保护下由钼电阻炉中加热(1 550~1 580℃)制得Y-Al-Si-O-N-F氧氟氮基础玻璃。采用差示扫描量热法(DSC)测定玻璃的玻璃转变温度(tg)和析晶峰温度(tc)。利用XRD结合能谱分析(EDS)鉴定氧氟氮微晶玻璃中的物相,采用扫描电子显微镜(SEM)观察微晶玻璃样品的微观形貌。结果表明:F含量的增加降低玻璃的tg和tc,并影响微晶玻璃的微观结构以及晶体的尺寸和形貌;N含量的增加对析出晶相和微观结构产生较大影响;基础玻璃样品热处理后析出的主晶相为Y2Si2O7,次晶相随N含量的提高由莫来石(Al6Si2O13)转变成Si3Al6O12N2。与基础玻璃相比,微晶玻璃的显微硬度和抗弯强度有一定程度的提高。     

采用红土矿和海砂矿制作的Mg O-Al_2O_3-SiO_2微晶玻璃的结构和性能

以红土矿和海砂矿作原料,通过加热至1 200℃保温1 h随后加热至1 500℃保温2 h炉冷的高温还原工艺制备了Mg O-Al_2O_3-SiO_2系微晶玻璃和Ni-Fe合金。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、维氏硬度计等研究了源于海砂矿的Ti O_2含量对MgOAl_2O_3-SiO_2微晶玻璃的结晶行为、主晶相、微观结构和性能的影响。结果表明:随着每100 g红土矿中TiO_2含量从0增加到2 g,微晶玻璃中逐渐析出堇青石相,其密度和维氏硬度逐渐提高;含2 g Ti O_2的微晶玻璃的密度和维氏硬度最高,分别为2.896 g/cm~3和8.456 GPa;当Ti O_2含量增加至2 g以上时,微晶玻璃中开始析出假蓝宝石相并逐渐成为主晶相,其密度和维氏硬度随之下降。此外,Ti O_2含量不同的微晶玻璃的耐酸、耐碱度均达到了99%以上。     

矿渣微晶玻璃的析晶行为与性能

以铁尾矿、硼泥和粉煤灰制备矿渣微晶玻璃,利用X射线衍射仪、扫描电镜和穆斯堡尔谱对微晶玻璃的微观结构进行研究。结果表明:矿渣微晶玻璃的主析晶相为钙铁辉石,次晶相为普通辉石和紫苏辉石;随着硼泥配入量的增加,矿渣微晶玻璃中晶体的析出量和尺寸均逐渐增加,晶体形态由枝晶向球晶及块状晶体过渡;枝晶向球晶转变可以明显改善矿渣微晶玻璃的性能,而球晶向块状晶体的转变则恶化了微晶玻璃的性能。在本实验研究的条件下,Fe2 主要分布在析晶相中,起到促进晶体析出的作用;随着硼泥配入量的增加,Fe3 含量也逐渐增加,Fe2 和Fe3 共同促进了熔体内部的晶体析出。     

烧结温度对CBN微晶玻璃结合剂相组成与组织性能的影响

制备了SiO_2-B_2O_3-Al_2O_3-Li_2O系CBN磨具用微晶玻璃结合剂。采用X衍射分析、热膨胀系数测试、扫描电镜、抗弯强度测试等方法研究了烧结温度对CBN微晶玻璃结合剂相组成、显微形貌和CBN磨具样品力学性能的影响。结果表明:烧结温度高于690℃烧结时,结合剂会析出β-锂霞石(Li_xAl_xSi_(1-x)O_2)相;随烧结温度升高,β-锂霞石晶粒尺寸变大,膨胀系数减小,膨胀系数在740℃达到最小值4.21×10-6K-1;当温度超过740℃时,随温度升高β-锂霞石晶粒变小,含量降低,结合剂膨胀系数增大,烧结温度为840℃时,结合剂变为纯玻璃相。在740℃烧结,结合剂的抗弯强度达到最大值147.8 MPa;在790℃下烧结,CBN砂轮试样的抗弯强度达到最大值64.8 MPa。     

La2O3含量对Mo2NiB2金属陶瓷微观组织及断裂性能的影响

采用真空热压烧结工艺制备了不同La_2O_3含量(0,0.3,0.6,0.9,1.2 mass%)的Mo_2NiB_2金属陶瓷材料,用电子万能材料试验机测定材料的弯曲强度与断裂韧性,用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)观察分析材料的物相和组织结构。结果表明:随着La_2O_3含量的增加,Mo_2NiB_2金属陶瓷断裂韧性逐渐下降,当La_2O_3含量为0.6 mass%时,其弯曲强度值达到最大,为1050.36 MPa;Mo_2NiB_2金属陶瓷断裂的断裂方式表现为:Mo_2NiB_2相呈现脆性解理断裂,Ni基固溶体相主要为韧窝延性断裂。     

LaB_6和La_2O_3添加剂对ZrB_2-SiC超高温陶瓷结构与性能的影响

采用SPS工艺制备添加La_2O_3或LaB_6的ZrB_2-SiC陶瓷,测量试样的密度和力学性能,利用扫描电镜和透射电镜观察试样的微观形貌,研究添加镧的不同化合物对ZrB_2-SiC陶瓷显微结构和力学性能的影响,分析添加量对材料力学性能的影响.同时对ZrB_2-SiC-La_2O_3和ZrB_2-SiC-LaB_6陶瓷进行热处理,考察热处理对其力学性能的影响.结果表明,加入2.5%或5%(质量分数, 下同)的La_2O_3或LaB_6添加剂后,材料的室温强度、高温强度、断裂韧性都比无添加剂时要高;当含量相同时,加入LaB_6比La_2O_3更有利于提高陶瓷材料的室温强度;当添加剂的含量为2.5%时,材料的室温强度比较好,当添加剂的含量为5%时,材料的高温强度和断裂韧性比较高.热处理可以提高ZrB_2-SiC-La_2O_3和ZrB_2-SiC-LaB_6陶瓷材料的高温强度.     

La~(3+)掺杂Y_2O_3透明陶瓷制备及发光性能

以Y2O3为基质材料,掺杂不同含量的La3+,采用机械力化学法制备纳米粉,粉体压制后在真空度1×10-3Pa下烧结得到La3+掺杂Y2O3透明陶瓷。采用透射电子显微镜(TEM)观察粉体一次颗粒形貌,扫描电镜(SEM)观察样品表面形貌,HV-1000型维氏硬度计测定样品硬度和断裂韧性,阿基米德法测定烧结后试样的相对密度,自动记录分光光度计测定试样透过率。结果表明:制备的La3+∶Y2O透明陶瓷透光率可达80%,掺杂La3+可以显著降低La3+∶Y2O3透明陶瓷的烧结温度;随着La2O3添加量的提高,样品透光率逐渐提高,但La2O3添加量过大会造成点阵畸变严重;随着La2O3添加量的提高,样品相对密度、维氏硬度和断裂韧性均逐渐提高,最后趋于平稳;随着保温时间延长,样品透光率也逐渐增大,继续增大保温时间,透光率趋于平缓。结合样品的透光率、相对密度、维氏硬度和断裂韧性考虑可知La2O3适合掺杂量、烧结温度和保温时间分别为10at%、1550℃和3h。     

La2O3-Mo5Si3/MoSi2复合材料的力学性能和高温氧化行为

通过自蔓延高温合成了稀土协同Mo5Si3复合强韧化MoSi2的复合粉末,研究了La2O3-Mo5Si3/MoSi2复合材料的室温力学性能和高温氧化特性。结果表明:与纯MoSi2相比,稀土和Mo5Si3细化了材料的晶粒,提高材料的室温弯曲强度和断裂韧性,其强化机制为细晶强化,韧化机制为细晶韧化、裂纹偏转、裂纹分支和微桥接;当Mo5Si3含量不超过30%(摩尔分数)时,随着Mo5Si3含量的增加,材料的抗氧化性能降低,而RE-40%Mo5Si3/MoSi2(摩尔分数)复合材料出现粉化现象;RE-Mo5Si3/MoSi2复合材料抗氧化性的降低,主要是由于Mo5Si3较差的抗氧化性、材料致密度的降低以及晶粒细化的结果;0.8%稀土(质量分数)协同5%Mo5Si3(摩尔分数)的RE-Mo5Si3/MoSi2复合材料具有较好的综合力学性能和高温抗氧化特性。     

In situ synthesis and phase analysis of low density O'-sialon-based multiphase ceramics

In situ formed low density O'-sialon-based multiphase ceramics were prepared by liquid-phase sintering method at 1400°C with Si3N4, SiO2 and Al2O3 as raw materials.Crystalline phases were identified by X-ray diffraction(XRD).The quantitative phase analysis was finished by matrix-flushing method and the substitution parameter x value of O'-sialon was estimated.The effects of sintering additives on the phase composition of the material were studied.The results show that, when using Y2O3 alone, Al6Si2O13 phase...     

陶瓷基复合材料的微观结构和力学性能(英文)

采用添加剂热压烧结制备了短纤维增韧氮化硅基复合材料,并对材料的力学性能和微观结构进行了分析和讨论.结果表明:Y_2O_3-La_2O_3添加剂促进了α-Si_3N_4→β-Si_3N_4的相转变,这个体系经过1800 ℃的热压烧结后,其中的碳纤维产生退化.而经过1600 ℃热压烧结的含LiF-MgO-SiO_2添加剂的体系中,纤维保持完好,晶粒没有发生相转变.两个体系的复合材料的断裂韧性值均高于氮化硅基体的值,其提高幅度均接近20%,这归因于纤维拉拔、裂纹偏转和界面松解机制.     

工艺参数对Ni-纳米La2O3复合电沉积的影响

在氨基磺酸镍镀液中加入La2O3纳米颗粒,制备了Ni 纳米La2O3复合镀层.利用正交试验法研究了微粒悬浮量、电流密度、搅拌速度、温度等工艺参数对复合电沉积的影响,并用扫描电子显微镜对复合镀层的表面形貌进行了分析.结果表明,La2O3颗粒悬浮量对复合镀层La2O3共沉积量的影响最大;复合镀层中La2O3颗粒共沉积量越大、电流密度越小,其表面越平整、组织越致密.     

S含量对高速车轮钢断裂韧性影响的研究

研究了S含量对高速车轮钢断裂韧性的影响.结果显示,适当提高车轮钢中的S含量,可以有效提高断裂韧性.对夹杂物的分析表明,S含量为0.001％(质量分数)的车轮钢中Al2O3和Al2O3+(Ca,Mg)O的氧化物夹杂相对较多,而MnS夹杂物较少.在相近的O含量水平下,将S含量从0.001％提高到0.006％,车轮钢中夹杂物...     

T10钢表面激光熔覆Ni/WC-La_2O_3性能研究

采用激光熔覆技术在T10钢表而激光熔覆Ni基合金,并研究了在Ni基合金中加入WC硬质相、纳米稀土氧化物La_2O_3后的性能和组织结构的变化情况.实验表明:激光熔覆层由熔覆层、结合区和热影响区组成,在合适的工艺条件下可得到结合性能良好的熔覆层.Ni60+30%WC熔覆层的硬度与未加入WC相比改变不大,但耐磨性却得到很大的提高;Ni60+1.0%La_2O_3熔覆层主要由树枝晶组成,在激光熔覆层中添加La_2O_3,起到细化枝晶的作用,同时激光熔覆层平均硬度比未加稀土的提高约150 HV0.1.     

ACTIVITIES OF CaO AND La_2O_3 IN LIQUID CaO-SiO_2-La_2O_3 SLAGS AND SLAG STRUCTURE

The activity of CaO and La_2O_3 in the liquid ternary slay CaO-SiO_2-La_2O_3 has been de-termined by equilibrating Sn with the slag phase in a graphite crucible under l arm of CO at1600C.The experimental results ,showed that the activity of CaO and La_2O_3 changes slowlywhile the ratio of mole fraction.x_(CaO)/x_(SiO_2),is less than unit.hut varies sharply while the ra-rio increases from 1 to 1.2.In addition,by equilibrating Sn with the binary slagB_2O_3-La_2O_3 saturated witlt solid La_2O_3 at three different temperatures,the relation betweenIgγ_(La)~0 and I/T is determined as follows:Igγ_(La)~0=-20400/T+11.37(1500-1600C)A random network model of molten silicate structure was applied to CaO-SiO_2-La2O_3.It was found that the experimentally determined activity-composition curve of CaO arequalitatively reproduced by the curves calculated with the model,but the curves of La_2O_3 areconsiderahly different from the calculated ones.It implies that the model used is over-simpli-fied and that the difference in interaction energy between the metal cations of different valenceand silicate anions should be considered.     

稀土铝锰对高锌镁合金组织和性能的影响

研究了含Zn15％、Al5％、Re1．5％的高锌镁合金中加入不同含量的Mn元素后。其显微组织与力学性能的变化情况。结果显示：加入Mn粉后,含Re的高锌镁合金中的针状组织得到不同程度的球化。随着Mn粉加入量的增加,硬度逐渐增大,冲击韧性、强度先增后减,出现峰值。当Mn含量为0．4％时,冲击韧性达到最大值5．06J／cm^2,强度也达到最大值227．2MPa。此时,其组织晶粒最细最均匀,针状组织也得到最大程度的改善,由原来的细长针状组织变成短粗棒状：当Mn以中间合金的形式加入到高锌镁合金中时．Re含量依次取为1．5％、1．0％、0．75％、0．5％,冲击韧性在Re含量为1．0％时达到最大值3．4J／cm^2,强度在Re含量为1．5％时达到最大值222．22MPa。但是．加中间合金的镁合金的力学性能普遍比加Mn粉的要差。