铝微粉对刚玉-莫来石基质性能的影响

对刚玉-莫来石基质在1550～1700℃烧成4 h,研究其α-Al2O3添加量对刚玉-莫来石基质性能的影响规律.研究结果表明,刚玉-莫来石基质是通过液态SiO2和原料中SiO2与α-Al2O3反应生产的莫来石相进行致密,1650℃是基质的烧成温度转折点,超过此温度,莫来石相发生分解形成无定性SiO2,将影响基质的结构及性能.基质的体积密度和强度随烧成温度和α-Al2O3添加量的增加而增大,并高于刚玉-莫来石窑具材料.随着α-Al2O3添加量的增加,基质的主要断裂方式由穿晶断裂向沿晶断裂方式转变.基质的抗热震性能随烧成温度和α-Al2O3添加量的增加而降低,烧成温度和α-Al2O3添加量是基质抗热震性能主要影响因素.     

莫来石为矿化剂的硅基陶瓷型芯性能研究

采用石英玻璃粉为基体材料,莫来石粉为矿化剂制备了硅基陶瓷型芯。对型芯试样的显气孔率、体积密度、收缩率、抗弯强度及热膨胀系数进行了测试分析,并对试样的断口形貌进行了表征,确定了莫来石为矿化剂的硅基型芯的使用范围。     

莫来石基浇注料在中频感应电炉出铁槽上的应用

随着无芯感应电炉,尤其是大中容量的中频电炉在铸铁熔炼中的应用,炉衬材料也得到长足的发展。在中频电炉的渣线部位和出铁槽,根据其易于冲刷、侵蚀、结渣的特点,国内外耐火材料公司在铸铁电炉用硅砂的基础上,相继开发了抗侵蚀、抗结渣的硅砂干打料、高铝质可塑料、莫来石基浇注料等耐火材料。这些材料在易侵蚀部位,尤其是出铁槽上使用后,效果极佳,其中,莫来石基浇注料除具备抗侵蚀、使用寿命长的优良性能外,其抗结渣性能也很显著。     

烧结温度对莫来石基多孔陶瓷材料尺寸及表面粗糙度的影响

烧结温度对莫来石基多孔陶瓷材料尺寸及表面粗糙度的影响华东冶金学院何宜柱哈尔滨工业大学张吉人１前言日本中川威雄等人［１，２］研制的莫来石基多孔陶瓷材料，主要用途是制造模具（型）。这种模具（型）可用于Ｚｎ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｍｇ等有色金属和合金的吸引成形及塑料...     

ZrO2溶胶对刚玉-莫来石复相陶瓷性能的影响

研究了ZrO2溶胶对刚玉-莫来石复相陶瓷性能和微观结构的影响.结果表明在已有刚玉-莫来石质材料技术的基础上,采用溶胶-凝胶法引入ZrO2,可使ZrO2在主体材料中形成亚微米包裹薄膜,可控制ZrO2的分布,使ZrO2在主体材料中均匀分布,达到定量均匀掺入的目的,从而可获得微观结构可控、晶粒尺寸大小均匀,使ZrO2的作用得以充分发挥,不仅可提高材料的抗热震性,而且可提高材料的高温强度及蠕变性.另外,对于加入氧化锆溶胶的试样,氧化锆粒子的应力诱导相变增韧和微裂纹增韧是刚玉-莫来石质材料热震稳定性提高的主要原因.     

熔盐法制备氧化锆-莫来石复合粉体

以锆英石为原料，采用熔盐合成法制备出了氧化锆-莫来石复合粉体。首先以锆英石和碳酸钠在900℃下煅烧3h制备出Na2ZrSiO5，然后将其与硫酸钠、硫酸铝在1000℃下保温3h制备出氧化锆．莫来石复合粉体。产物经X射线衍射（XRD），扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）检测，复合粉体中莫来石呈晶须状，直径50～100nm，长度2-5μm。ZrO2呈球状颗粒，直径50～100nm。以该方法制备氧化锆-莫来石复合粉体具有产物纯度高，合成温度低等特点。     

氧化钴掺杂双相凝胶中莫来石各向异性生长机理(英文)

对氧化钴掺杂的双相凝胶中莫来石的晶化及各向异性生长行为进行研究,结果表明:氧化钴能够降低双相凝胶的莫来石化温度,促进莫来石的各向异性生长。莫来石晶粒的长径比取决于煅烧条件。氧化钴的掺杂量为3%(质量分数)时,双相凝胶的莫来石化温度降低到1200℃。莫来石的各向异性生长行为符合经验公式G n-G0n=kt,晶粒沿轴向和横向的生长指数分别为3和3~4,生长活化能分别为978和1125 k J/mol。莫来石晶粒沿∥[001]和⊥[001]方向生长速率常数分别为3.4和1.0,晶体生长机理符合二维形核台阶生长机制。     

Anisotropic Grain Growth Mechanism of Mullite Derived from Cobalt Oxide Doped Diphasic-Gels

对氧化钴掺杂的双相凝胶中莫来石的晶化及各向异性生长行为进行研究,结果表明:氧化钴能够降低双相凝胶的莫来石化温度,促进莫来石的各向异性生长。莫来石晶粒的长径比取决于煅烧条件。氧化钴的掺杂量为3%(质量分数)时,双相凝胶的莫来石化温度降低到1200℃。莫来石的各向异性生长行为符合经验公式G n-G0n=kt,晶粒沿轴向和横向的生长指数分别为3和3~4,生长活化能分别为978和1125 k J/mol。莫来石晶粒沿∥[001]和⊥[001]方向生长速率常数分别为3.4和1.0,晶体生长机理符合二维形核台阶生长机制。     

莫来石柱晶的制备及形成机理

以颗粒状莫来石(Al_6Si_2O_(13))粉为原料,以Ti O_2为添加剂,采用原位反应法经1 773 K反应5 h后制备了莫来石柱晶。在对合成过程热力学计算分析的基础上,研究了Ti O_2用量对合成试样中物相的组成、含量和显微结构的影响,并对柱晶的形成机理进行了探讨。结果表明,当Ti O_2的用量(质量分数)≥7%时,试样中可以生成长度约为15.2μm的莫来石柱晶。Ti O_2的引入使得莫来石的晶格发生了畸变并在试样中生成了一定量的液相,从而促进了莫来石颗粒的各向异性生长。     

莫来石/SiO2复合涂层的制备及微观组织研究

以天然红柱石为原料,采用高温煅烧使其发生莫来石化转变,然后经喷雾造粒、热处理,得到热喷涂用球形莫来石/SiO2复合粉末.采用大气等离子喷涂工艺在1Cr18Ni9Ti不锈钢上喷涂莫来石/SiO2粉末制得涂层,对涂层的微观组织、硬度和相成分进行了分析.研究结果表明:天然红柱石粉末莫来石化后,其相组成主要为莫来石和游离态SiO2喷雾造粒粉末在1 000℃热处理后,松装密度得到改善;涂层具有良好的微观形貌,表面显微硬度较高,主要由莫来石、石英和非晶玻璃相构成.     

纳米氧化铜对磷酸盐胶黏剂耐水性能的影响

以H3PO4和Al(OH)3为基体,纳米氧化铜为填料来制备磷酸盐无机胶黏剂。胶黏剂粘结的莫来石片,在人工海水中浸泡168 h后,测试其剪切强度,并以此强度为标准,来探究纳米氧化铜的加入对磷酸盐胶黏剂耐水性能的影响。研究结果表明,纳米氧化铜可以有效改善粘结剂的耐水性能,并且当加入量为基体的20%(质量分数,下同)时,经150℃处理的莫来石粘结片浸泡在人工海水中168 h的抗剪切强度最高,为7.13 MPa;莫来石粘结片经1300℃处理后,浸泡在人工海水的抗剪切强度最低,为2.31 MPa;发现经煅烧处理的纳米氧化铜相比未煅烧处理的氧化铜可以更好地提高粘结剂粘结强度。     

制备和控制生长莫来石亚微米粉

以结晶氯化铝(AlCl3·6H2O)和正硅酸乙酯((C2H5O)4Si)为原料,通过溶胶凝胶法制备前驱体,经过高温煅烧制备出莫来石亚微米粉体.主要研究了溶胶凝胶过程中催化剂的含量和柠檬酸的含量对莫来石粉体微观形貌的影响.研究发现,通过调节溶胶中钨酸铵和柠檬酸的含量,可以控制莫来石的微观形貌,得到一维结构的莫来石晶粒.利用热差分析仪(TG-DSC)、X射线衍射仪(XRd)、扫描电子显微镜(SEM)和X射线能谱仪(EDS)对莫来石粉体的物相及成分进行表征,并对微观形貌的形成机理进行了探讨.     

爆炸压涂制备纳米氧化锆涂层及其组织与性能研究

运用爆炸压涂技术在钢基体上制备了较大面积的纳米氧化锆涂层。利用扫描电镜、X射线衍射等手段研究了纳米氧化锆涂层的微观组织、孔隙率和晶粒度。结果表明,制备的纳米氧化锆涂层结构致密,涂层的孔隙率为5%;与基体结合紧密;爆炸压涂前后氧化锆成分未发生变化;涂层中的氧化锆仍然以稳定的单斜相存在,不存在立方相;涂层中的氧化锆晶粒与粉末晶粒尺寸基本一致。爆炸压涂制备的陶瓷涂层能够保持纳米粉末材料的尺寸和特性。     

高锆Si-Al-Zr-O系非晶晶化过程

采用差示扫描量热分析(DSC)、X射线衍射(XRD)分析、红外光谱(IR)分析和扫描电镜(SEM)观察等方法,对Si-Al-Zr-O系非晶晶化过程、晶核剂对晶化过程的影响进行了研究.结果表明:Si-Al-Zr-O系非晶在935～970℃和1 100～1 200℃分别发生了四方氧化锆和莫来石的析出反应;TiO2和ZrO2作为晶核剂引入对四方氧化锆和莫来石的析出有一定影响;TiO2含量的增加可使四方氧化锆晶相的析出能力显著提高,而ZrO2含量的增加可提高莫来石晶相的析出能力.根据晶化过程的研究结果制定了合理的晶化热处理工艺,并获得晶粒大小均匀、结构致密的微米晶、纳米晶、莫来石/SiO2-t-ZrO2复相陶瓷.     

Si/莫来石/Er_2SiO_5环境障涂层的高温氧化行为

采用化学气相沉积与等离子喷涂相结合的方法在SiC/SiC复合材料基体上制备了Si/莫来石/Er2Si O5环境障涂层。采用扫描电镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)与X射线衍射仪(XRD)分析其结构变化,通过氧化试验研究涂层在1350℃与1500℃下的高温氧化行为。结果表明:Si/莫来石/Er2Si O5环境障涂层可在1350℃长时间使用,在1500℃短时间使用。涂层在不同高温下的氧化失效机理不同。1350℃时,涂层氧化失效主要是由于涂层材料与基体材料热膨胀不匹配使涂层中产生了垂直于表面的裂纹,裂纹成为元素扩散通道,加速环境中O元素扩散至粘结层与基体并将其氧化,降低了涂层与基体之间的粘结强度,从而导致涂层脱落。1500℃时,涂层氧化失效主要是元素快速扩散、反应生成大量的气泡状玻璃态物质所致。     

超声磨削氧化锆陶瓷表面相变与残余应力特征实验研究

针对氧化锆陶瓷的易相变特点,通过对ZTA陶瓷和纳米氧化锆陶瓷进行对比实验,研究了氧化锆陶瓷磨削表面相变特性,分析了磨削表面的残余应力特征.实验结果表明,亚稳态四方相氧化锆的含量以及磨削应力是诱发氧化锆陶瓷产生马氏体相变的主要因素;陶瓷磨削过程中,砂轮的磨削深度越大、磨粒粒径越大,在材料基体中产生的磨削应力越大,从而马氏体相变率增大;纳米氧化锆陶瓷磨削表面产生的残余压应力值大于ZrO2增韧Al2O3(ZTA)陶瓷.通过分析磨削参数对残余应力的影响,验证了马氏体相变可在一定程度上促进残余压应力的产生,从而提高磨削表面的质量.     

SiC晶须补强莫来石基陶瓷复合材料的研究

本文主要研究了不同ＳｉＣ晶须加入量对莫来石基复合材料性能的影响，并对ＳｉＣ晶须、ＺｒＯ２颗粒在材料中的强韧性机理进行了探讨，结果表明：在０￣２５ｖｏｌ％ＳｉＣ晶须加入量范围内，材料的力学性能随ＳｉＣ晶须加入量的增加而提高，在２５ｖｏｌ％ＳｉＣ晶须加入量时，材料的致密化程度受到明显的影响；ＳｉＣ晶须、ＺｒＯ２对材料性能的贡献有叠加作用；材料中存在载荷转移、晶须拔出／解离、裂纹偏转、相变增韧等韧化机理     

Sol-Gel工艺合成莫来石粉作为三维氧化物纤维增强复合材料多孔基体的应用研究（英文）

利用sol-gel工艺以双相Al_2O_3-SiO_2溶胶为原料,制备了近化学计量比的斜方莫来石陶瓷粉。然后,利用浆料浸渍-烧结结合sol-gel工艺制备了三维NextelTM440纤维增强多孔莫来石(N440/p-M)陶瓷基复合材料。对莫来石粉末块体陶瓷和N440/p-M复合材料的性能进行了研究。结果表明:1200和1300℃煅烧的莫来石粉末块体陶瓷具有相似的孔隙率,且都表现为典型的多孔结构;由于相邻纤维束丝的遮挡效应,N440/p-M复合材料中的莫来石陶瓷粉沿浸渍方向呈梯度分布;相比于致密基体复合材料而言,N440/p-M多孔基体复合材料表现出典型的韧性断裂行为,且力学性能较优;大量的基体附着在N440/p-M复合材料断口拔出纤维的表面,表明基体裂纹能够有效地在基体中的微孔中传递,并在纤维/基体界面发生偏转。     

非晶晶化法制备高性能ZTM微纳米复相陶瓷

采用非晶晶化法制备了Si-Al-Zr-O系氧化锆增韧莫来石(ZTM)微纳米复相陶瓷.分析了不同热处理温度和氧化锆含量对材料微观结构及其力学性能的影响.锆含量为15%(质量分数)的样品在1150℃热处理后能得到较好的力学性能,断裂韧性和抗弯强度分别达到了5.13 MPa·m1/2,520 MPa.比用传统方法制各的ZTM陶瓷性能提高约40%.     

氧化钙对锆石和硅线石海滩砂反应烧结制备莫来石-氧化锆复合材料热力性能的影响（英文）

采用印度沿海锆石粉与硅线石海滩砂反应烧结,制备含20%(质量分数)氧化锆的莫来石-氧化锆复合材料。添加4%~12%(摩尔分数)的氧化钙作为添加剂。研究了添加剂对压实性能、显微组织、力学性能和热力性能的影响。添加氧化钙可以使压实温度从1600°C降低至1550°C。氧化钙可以形成少量的液相(铝硅酸钙),有利于烧结进行。添加4%氧化钙可使复合材料的晶粒尺寸减小,当添加量大于4%时,材料的晶粒尺寸随氧化钙添加量的增加而增大。添加4%氧化钙样品的弯曲强度约为225MPa,断裂韧度约为6MPa·m~(1/2),且抗热冲击性能得到明显提高。氧化钙可以稳定四方氧化锆,从而提高材料的力学性能。