Si3N4结合SiC复合材料的抗高温腐蚀性

对Si3N4结合SiC复合陶瓷材料在高温条件下的抗氧化性和抗侵蚀性进行了研究,指出复合材料比单-SiC材料和Si3N4在空气条件下表现出良好的抗侵蚀性和抗氧化性。     

Si3N4-SiC陶瓷材料的抗铜侵蚀性能

采用坩埚法研究了Si3N4-SiC陶瓷材料在空气气氛中的抗铜侵蚀性能,侵蚀温度为1130 ℃,时间为25 h;选用铜熔炼用Si3N4-SiC陶瓷塞棒在工厂实际生产环境中进行氮气气氛中的抗铜侵蚀试验,试验温度为1130～1150 ℃,时间是400 h.试验完成后,用XRD分析坩埚试样侵蚀层的相组成,用扫描电子显微镜观察坩埚试样侵蚀层的显微结构.结果表明在氮气气氛中,铜熔体含氧量低,Si3N4-SiC材料具有优异的抗侵蚀性能.空气气氛中,铜熔体含氧量高,Si3N4-SiC材料的抗侵蚀性能差.这是由于铜熔体中存在大量的Cu2O,促使Si3N4快速氧化,生成SiO2、N2和Cu,SiO2熔入铜熔体中所致.     

氮化物结合碳化硅窑具材料抗氧化性能研究

在不同氧化温度下(115 0～14 5 0℃)对氮化物(Si2 N2 O)结合碳化硅(SiC)与氮化硅(Si3N4 )结合碳化硅(SiC)两种氮化物结合SiC窑具材料的抗氧化性进行了对比研究。结果表明:在显气孔率与氧化面积相近的情况下,Si2 N2 O结合SiC材料低温下(<12 5 0℃)具有较好的抗氧化性,而Si3N4 结合SiC材料高温下(≥12 5 0℃)具有较好的抗氧化性。     

MgO-Mg2TiO4复相材料的制备及其抗电解质侵蚀研究

在轻烧氧化镁粉(粒度≤45μm)中分别添加0、1%、2%、5%、10%(w)的化学纯TiO2,经球磨混合、干压成型后,分别在1 400、1 500和1 600℃保温3 h反应烧结,然后检测试样的显气孔率、体积密度和抗AlF3-Na3AlF6-K3AlF6侵蚀性,并分析其物相组成和显微结构。结果表明:1)采用反应烧结法可以制备MgO-Mg2TiO4复相材料。随着TiO2添加量从0增加到5%(w),试样致密化程度明显提高,同时Mg2TiO4生成量逐渐增多,氧化镁晶粒逐渐长大;添加10%(w)TiO2的材料,由于生成Mg2TiO4较多,体积膨胀较大,其致密度比添加5%(w)TiO2的略低。2)随着TiO2添加量从0增加到5%(w),由于材料致密度提高以及化学稳定性好的Mg2TiO4分布于方镁石晶粒周围,因此MgO-Mg2TiO4复相材料抗AlF3-Na3AlF6-K3AlF6侵蚀性逐渐提高;由于添加10%(w)TiO2的材料的致密度比添加5%(w)TiO2的低,因而抗侵蚀性稍差。     

Si粉氮化法合成Si3N4-SiC材料

以SiC、Si粉和Al2O3微粉为主要原料,羧甲基纤维素(CMC)为临时结合剂,采用氮化反应烧结法合成了Si3N4-SiC材料,主要研究了Si粉的粒度(≤0.074、≤0.044 mm)和加入量(质量分数分别为15%、17%、19%、21%)、烧成温度(分别为1 380、1 400、1 420、1 430、1 440、1 460和1 480℃)、Al2O3微粉添加量(质量分数分别为0、1%、2%、3%、4%,取代相应量的SiC粉)对Si3N4-SiC材料的显气孔率、体积密度、常温耐压强度、常温抗折强度、高温抗折强度及Si3N4含量的影响。结果表明:1)采用粒度较细Si粉的试样具有较高的致密度、常温强度、高温抗折强度和Si3N4含量;随着Si粉加入量的增加,试样的致密度略有增大但变化不大,常温强度和Si3N4含量逐渐增大,而高温抗折强度先增大后减小;2)适当提高烧成温度会明显改善Si3N4-SiC材料的高温抗折强度,但当温度超过1 440℃反而略有下降;3)添加Al2O3微粉对烧后试样的致密度、常温强度和高温抗折强度有益。综合来看,Si粉的适宜添加量(质量分数)为17%,较适宜的烧成温度为1 420～1 440℃,Al2O3微粉的适宜添加质量分数为2%。     

冲天炉炉缸用Al2O3-SiC-C质捣打料的研制

研究了酚醛树脂对冲天炉炉缸用Al2O3-SiC-C质捣打料保存期和施工性能的影响,分析了SiC加入量对材料抗氧化性和抗侵蚀性的影响及作用机理.结果表明加入6%的热塑性酚醛树脂作为结合剂,加入3%的热固性酚醛树脂作为硬化剂时,可使材料同时具有良好的施工性能、烘烤强度和满意的保存期;SiC在高温下发生的氧化-还原反应的最终产物SiO2增加了材料表层的粘度,堵塞了材料表面的气孔,这是SiC能够提高材料抗氧化性和抗侵蚀性的主要原因.     

添加Si粉和Si3N4粉对Al2O3-SiC材料抗侵蚀性的影响

以40%～46%(质量分数,下同)的烧结刚玉(8～1 mm)和30%的碳化硅(0.5～0.074 mm)为主要原料,SiO2微粉(d50=2 μm)、高铝水泥、α-Al2O3微粉(d50=4 μm)等为辅助原料,Si粉(≤0.074 mm)和Si3N4粉(≤0.074 mm)为添加剂,外加定量的水和分散剂而制成Al2O3-SiC复合材料.利用回转侵蚀试验研究了分别添加3%和6%的Si粉或Si3N4粉对Al2O3-SiC复合材料抗高炉渣(碱度为1.3)侵蚀性能及表面致密层状况的影响.试验结果表明:添加Si粉有利于试样表面致密层的形成,明显改善其抗侵蚀性能,且随着Si粉添加量增加,致密层厚度增加;而添加Si3N4粉对表面致密层的形成和改善抗渣性能并没有明显贡献.     

Si3N4-SiC材料的氧化性能研究

通过对不同Si3N4含量、不同温度下Si3N4-SiC材料的氧化实验,分析氧化后的氧化增重率,得出Si3N4含量越高,材料氧化越严重;氧化温度越高,材料氧化越严重;且氧化增重率与氧化时间呈直线-抛物线规律。     

添加Si_3N_4对Al_2O_3-ZrO_2-C滑板性能的影响

通过在Al2O3-ZrO2-C滑板材料中引入Si3N4细粉(≤0.043 mm),研究了Si3N4加入量(质量分数分别为2%、4%、6%、8%)对滑板材料性能的影响,并对比研究了1 300℃6 h氮化烧成和1 450℃6 h埋炭烧成后试样的性能。结果表明:在不同烧成条件下,Si3N4的加入均改善了材料的性能,随着Si3N4加入量的增加,材料的显气孔率逐渐下降,体积密度、常温强度、高温抗折强度逐渐增大;Si3N4的加入,一定程度上改善了材料的抗氧化性;埋炭烧成滑板性能优于氮化烧成滑板,因为埋炭烧成过程中部分Si3N4反应生成了O’-SiAlON相。     

Al2O3-SiC复相粉对Al2O3-SiC-C材料性能的影响

以电熔白刚玉(3～1、≤1、≤0.044 mm)、Al2O3-SiC复相粉(d50≤5μm)、α-Al2O3微粉(d50=1.2μm)、SiC粉(≤0.044 mm)、鳞片石墨(≤0.088 mm)、Si粉(d50=42.8μm)和B4C(d50≤10μm)为主要原料,热固酚醛树脂为结合剂,研究了分别用4%、8%、12%、16%质量分数的Al2O3-SiC复相粉等比例取代α-Al2O3微粉和SiC细粉对Al2O3-SiC-C试样在180℃固化后和1 000、1 500℃埋焦炭热处理后的显气孔率、体积密度、常温抗折强度、常温耐压强度、高温抗折强度(1 400℃)、抗热震性(1 100℃,水冷)以及抗氧化性(1 000、1 500℃)的影响。结果表明:随Al2O3-SiC复相粉加入量的增加,试样经180℃固化后常温性能下降,1 000℃热处理后常温性能变化不大,1 500℃热处理后除耐压强度显著提高外,其余各项常温性能变化不大;而高温抗折强度下降,抗热震性明显提高,试样经1 500℃氧化后的抗氧化性以加入4%质量分数复相粉的最佳。其原因可能是由于该复相粉的粒度更细,反应活性更高,其氧化层中更易生成莫来石,形成表面致密层从而有效地阻碍氧气向材料内部扩散。     

提高Si_3N_4结合SiC制品抗热震性的研究

分析了影响Ｓｉ３Ｎ４结合ＳｉＣ制品抗热震性的因素。研究结果表明，选择颗粒形状较好的原料、合理的颗粒级配及工艺配方是改善Ｓｉ３Ｎ４结合ＳｉＣ制品抗热震性能的根本途径，同时辅以预制裂纹，可有效地提高制品的抗热震性能。     

Si3N4含量对Si3N4-SiC材料腐蚀性能的影响

利用Si3N4—SiC材料在冰晶石静态融盐电解质中的腐蚀实验研究材料的腐蚀性能,对腐蚀增重率进行记录分析,Si3N4的含量是影响材料腐蚀性能的重要因素,根据实验测定得出Si3N4的含量越高,Si3N4-SiC材料腐蚀程度越严重。     

ZM5镁合金在不同溶液体系中微弧氧化行为的研究

利用脉冲交流电源在多种电解液中对ZM 5镁合金进行微弧氧化表面改性处理.结果表明:ZM 5镁合金能够在硅酸钠、磷酸钠、铝酸钠三种溶液体系中进行微弧氧化处理;三种溶液中制备的氧化膜耐蚀性差异明显.其中,硅酸钠溶液中制备的氧化膜耐蚀性最佳;硅酸钠溶液中所形成的微弧氧化膜主要组分是Mg2 SiO4相.     

Al_2O_3－SiC－C质浇注料抗热震性和抗渣铁侵蚀性的研究

对新研制的Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＣ－Ｃ质浇注料和现用出铁沟料的抗热震性和抗渣铁侵蚀性进行了研究、结果表明，该材料具有较高的抗渣铁侵蚀能力和较好的抗热震稳定性。调节Ｓｉ与Ｃ的比例可生成高强度、耐渣蚀的纤维状ＳｉＣ。     

Al2O3对Si3N4结合SiC材料抗氧化和抗碱侵蚀性的影响

研究了添加0～8％Al2 O3对烧成Si3N4结合SiC耐火材料的显微结构、抗氧化和抗碱侵蚀能力的影响。借助XRD、SEM及光学显微镜观察发现：添加Al2 O3通过氮化反应烧结使得材料基质中的Si3N4由纤维状Si3N4向柱状Sialon相转化,显微结构更加致密。4#试样中的Al2O3加入量对提高Si3N4结合SiC耐火材料的抗氧化和抗碱侵蚀性的作用已极其明显。     

Structure and properties of Si and N co-doping on DLC film corrosion resistance

Three species of diamond-like carbon (DLC) film were systematically examined in NaCl solution for their anticorrosion properties. Si&N&H-DLC has better electrochemical characteristics and salt spray corrosion testing results than the substrate and two species DLC films in NaCl solution. Due to the successive growth of Si, N, and H-DLC, there is a well-bonded Si–N interface and the formation of Si oxides. The Si&N&H-DLC film exhibits extremely high charge transfer resistance, exceeding 10⁶ Ω/cm². A salt spray test shows that the Si&N&H-DLC film presents a lower rate in NaCl solution in comparison to the substrate and the other two species of DLC films. As a result, the Si&N&H-DLC film significantly improved the corrosion performance of the substrate.     

Microstructure,oxidation and thermal shock resistance of graphene reinforced SiBCN ceramics

SiBCN ceramics were prepared using various volumes of graphene platelets (GPLs) as nanofiller. The effects of the nanofiller on microstructure, and oxidation and thermal shock resistance of as-sintered ceramics were investigated. The phase composition and microstructures were very similar for all investigated ceramics consisting primarily of β-SiC, BNC and small amounts of α-SiC with relatively homogeneously distributed 5–10 nm thick GPLs in the matrix. For SiBCN ceramics incorporating graphene as nanofiller, a porous oxide layer forms at 1500 °C and the oxidation behavior shows a linear kinetics by thickness measurement method. Gas evolution during heating lead to a passive oxidation behavior and weight loss. Graphene reinforced SiBCN ceramics exhibit thermal shock resistance superior to monoliths of the same material. The graphene distributed in SiBCN matrix can dissipate the energy of crack growth and acts as a stopper to cracks. The toughening mechanisms offered by graphene, including pull-out and bridging appear to aid in ameliorating thermal shock effects. Furthermore, the existence of a dense oxide surface layer retards oxygen diffusion into the inner matrix and heals surface pores and cracks, which also contributes to thermal shock resistance.     

Effects of laser surface remelting on the molten salt corrosion resistance of yttria-stabilized zirconia coatings

In the present study, atmospheric plasma-sprayed yttria-stabilized zirconia coatings were post-remelted by a continuous diode laser to improve the hot corrosion resistance for as-sprayed coatings. The coating surfaces were covered with a salt mixture (V₂O₅ and Na₂SO₄) and then subjected to a hot corrosion test at 1100?°C in air. The influence of laser parameters including power and scanning rate on the coating microstructure and corrosion resistance was investigated. Results showed that the hot corrosion resistance can be improved by producing a dense and smooth surface and reducing the coating permeability to the molten salt. The transformation of the hot corrosion mechanisms was clarified on the basis of the observed corrosion behaviors. A laser power of 1500?W and scanning rate of 9?mm/s can produce minimal surface roughness with few segmented cracks, which can provide improved performance of the hot corrosion resistance.     

Corrosion resistance of Al2O3-Y2O3-SiC coating on depleted uranium prepared by cathode plasma electrolytic deposition

Al₂O₃-Y₂O₃-SiC composite coatings were prepared on depleted uranium by cathode plasma electrolytic deposition in Al(NO₃)₃, Y(NO₃)₃, SiC nanoparticles and anhydrous ethyl alcohol mixture. The resulting coating consisted of an inner barrier layer and an outer porous layer. The SiC nanoparticles were incorporated into the composite coating and decreased the coating porosity by filling the pores. The potentiodynamic polarization test and neutral salt spray test revealed that the corrosion resistance of depleted uranium was enhanced by the composite coating. Moreover, with increasing the content of SiC nanoparticles in the coating, the coating corrosion resistance was improved gradually.     

镁合金微弧氧化膜的制备及其性能研究

通过对微弧氧化电解液进行优化,得出了最佳配方,并对微弧氧化膜的性能进行了测试。镁合金微弧氧化的最佳工艺条件为:Na_2SiO_320g/L,Na_2B_4O_730g/L,NaOH 30g/L,氧化时间20min。向电解液中加入醋酸镍后,生成含有Ni_2SiO_4的深灰色微弧氧化膜,该膜层较厚且耐蚀性进一步提高。微弧氧化膜表面光滑、致密,但存在少量的微孔和裂纹。微弧氧化膜的主要成分为MgO、Mg_2SiO_4、Ni_2SiO_4和SiO_2,微弧氧化处理显著提高了镁合金基体的耐蚀性。