大理石粉体低温烧结人造石的强韧化研究

以废大理石粉体为原料,低温烧结制备人造石,研究莫来石纤维和片状氧化铝对人造石的增强增韧及其机理.利用偏光显微镜和扫描电子显微镜分析人造石烧结致密度和显微结构,采用三点弯曲试验和压痕法测试人造石的抗弯强度和断裂韧度.结果表明,添加单一强化材料时,人造石抗弯强度和断裂韧度随着添加量增大,呈现出先升高后降低的趋势;添加两种材料复合强韧化时,人造石力学性能提升幅度最大,人造石抗弯强度和断裂韧度达到最大值,分别为65.8 MPa和1.37 MPa·m1/2.     

强化影青瓷的研制

主要采用三宝瓷石、南墩土,余干瓷石,星子土,祁门土为主要原料,添加增强剂Al_2O_3微粉,采用单因素实验法,考察了α-Al_2O_3加入量和粒径、球磨时间及烧成温度等对影青强化瓷强度的影响。研究结果表明:当选用α-Al_2O_3粒径为40μm和加入量18 wt%时,坯料快速球磨10 min后,在1300℃烧成下可以得到高机械强度(124.6 MPa)的影青强化瓷胎体。由SEM和XRD分析可知:这主要是由于合适的球磨时间(10 min)使原料细化,加入合适的Al_2O_3粒径及加入量,胎体结构致密,并促使胎体生成了柱状莫来石,且刚玉晶体起到分散增韧作用,使得影青强化瓷的瓷胎强度高。     

纤维增强刚玉耐火材料制备及其显微结构

采用国产硅酸铝纤维和多晶莫来石纤维，利用传统的工艺制备了纤维增强氧化铝基耐火材料。研究了纤维的种类、加入量对其性能的影响，进行了显微结构的初探。结果表明，纤维引入耐火基质中能显著地提高材料的强度，且随着纤维加入量的增加试样强度大幅度增加。试样中的纤维经1500℃烧后仍交错分散在基质中。     

纳米莫来石强化龙泉青瓷胎体性能

在龙泉青瓷胎体中引入纳米莫来石晶粒作为增强相强化龙泉青瓷,分析了纳米莫来石晶粒的添加量对龙泉青瓷力学性能、物相组成及显微结构的影响规律。研究结果表明,在龙泉青瓷胎体中引入纳米莫来石晶粒,通过颗粒增韧和裂纹增韧机理而增加龙泉青瓷的力学性能。当纳米莫来石晶粒的引入总量为3%时,其抗折强度可以达到59.7 MPa,相对于未引入纳米莫来石晶粒的青瓷样品其抗折强度增幅达85.4%。     

纳米莫来石的制备及其对氧化铝陶瓷性能的影响

以硝酸铝和硅溶胶为原料,采用溶胶-凝胶法合成了纳米莫来石粉体,进而探讨了纳米莫来石对氧化铝陶瓷烧结性能、抗弯强度以及抗热震性能的影响.结果发现,在1100 ℃煅烧硝酸铝与硅溶胶先驱体时仅有少量Al2O3生成,当将煅烧温度升高到1200 ℃时,获得了单一的莫来石晶相,粉体的平均粒径在50～60 nm之间;在氧化铝中添加2wt%～10wt%的纳米莫来石,可以有效促进陶瓷体的致密烧结,并获得良好的抗弯强度与抗热震性能;纳米莫来石含量为5wt%的陶瓷,在1650 ℃烧结后的抗弯强度为247.49 MPa,经过1200 ℃热震后的抗弯强度为218.52 MPa;当纳米莫来石的添加量超过10wt%时,将降低陶瓷的饱和体积密度,并恶化陶瓷的抗弯强度与抗热震性能.     

纤维增强陶瓷的研究

本文研究了制备增强复合材料(纤维增强陶瓷)的可行性,采用聚苯酚——甲醛或聚乙烯醇作为增塑剂,以碳纤维和莫来石纤维为增强材料,利用不同种类的氧化铝陶瓷作为基体材料。检测数据表明,增强复合材料能获得许多优良的性能,如:热震性能好、耐化学腐蚀性能好和机械强度大等。同时,以工业氧化铝粉末作为基体材料的增强复合材料(纤维增强陶瓷)的密度比以纯氧化铝粉末作为基体材料的增强复合材料(纤维增强陶瓷)的密度略低一些。事实上,增强复合材料(纤维增强陶瓷)的密度主要是由所采用的增塑剂的数量和种类决定的,增加纤维材料的添加量,反而会减小增强复合材料(纤维增强陶瓷)的密度,同时纤维的种类及其添加量又严重地影响增强复合材料(纤维增强陶瓷)的收缩率。     

超细氧化铝粉制备及增强青瓷瓷胎的研究

以无机铝盐为先驱体,六次甲基四胺为催化剂,采用溶剂-凝胶法制备了纳米氧化铝粉体,将纳米氧化铝粉体应用于薄胎厚釉青瓷瓷胎中,研究了粉体对青瓷瓷胎的增强作用。研究结果表明,干凝胶在980℃基本上转变成α-Al2O3,1250℃可与瓷土中SiO2形成增量莫来石,使薄胎在烧成冷却过程中抗厚釉拉裂性能得到提高,胎釉热膨胀系数的失配使釉面形成开片,修饰美化了青瓷。     

刚玉—莫来石纤维复合膜的制备

本文选用刚玉微粉为骨料,加入高温莫来石纤维,通过无机粘结剂将刚玉骨料和莫来石纤维有效地粘结在一起,在高温下烧成制备出高孔隙率、低过滤压降的刚玉莫来石纤维复合膜,并研究骨料颗粒粒径、纤维加入量、纤维结构等对膜材料性能的影响。     

铝矾土种类和用量对锆刚玉莫来石性能影响的灰色关联分析

采用工业氧化铝、锆英石和氧化铈合成锆刚玉莫来石,着重讨论了两种铝矾土部分取代工业氧化铝对锆刚玉莫来石材料性能的影响。通过灰色关联分析,得到结论为:铝矾土中的熔剂数量是影响材料抗折强度的主要因素,当铝矾土中杂质少SiO2含量较高时,试样的吸水率与铝矾土的加入量关联性最大。     

Al2O3在莫来石中固溶对ZTM/Al2O3陶瓷结构与性能的影响

研究了加入氧化铝对ZTM陶瓷结构和性能的影响.发现在烧结过程,氧化铝可固溶于莫来石颗粒形成富铝型柱状莫来石,并因其产生的体积膨胀增强了基质对氧化锆颗粒的约束,使材料中的四方氧化锆相对含量增加,其强韧化效果进一步发挥,明显改善了材料的力学性能.     

氧化铝纤维/红柱石复合材料的制备与性能

笔者针对红柱石和氧化铝纤维广泛的应用前景，通过两者的复合来提高红柱石制品的使用性能，采用传统无压烧结工艺制备氧化铝纤维增强红柱石基复合材料。探讨了红柱石细粉的粒度、氧化铝纤维的加入量和烧成温度对氧化铝纤维增强红柱石基复合材料物理性能以及常温力学性能的影响。结果表明：随着红柱石细粉粒度的降低，氧化铝纤维团聚现象加剧，由于纤维与基质的界面结合力较强，原料粒度的变化对材料常温力学性能影响不大；当氧化铝纤维加入量为5％。10％时，材料的体积密度最大，常温耐压强度和抗折强度最好，超过10％后由于纤维的团聚，材，料的力学性能显著下降；当烧成温度超过1400℃后纤维与基体开始反应，随着烧成温度的进一步提高，纤维遭到破坏的程度加剧。     

纤维增强的陶瓷

本文中研究了制取增强复合材料的可能性。制备并研究了用甲醛齐聚物和聚乙烯醇塑化的、用碳和莫来石纤维增强的各种氧化铝基质试样。研究结果表明可生产出具有诸如耐热震性强、抗化学侵蚀性好，机械强度高等有用性能的增强复合材料。与纯氧化铝相比，工业氧化铝材料的密度较小，其密度的大小也因所使用的塑性剂的种类和数量而异。若增加纤维量，耐火材料的密度则有所下降，其收缩率之不同则受增强材料的种类和数量的影响。     

稀土元素La对金刚石钻头胎体的性能影响

文章研究了微量La元素的添加对金刚石钻头胎体的抗弯强度、磨损失重、硬度等力学性能的影响。并通过扫描电镜对不同样品断口形貌进行了分析对比。研究结果表明：加入微量的La元素,胎体的抗弯强度τ0有所上升,磨损失重Δm有所下降,硬度HRB基本没有太大变化。含金刚石试样的断口形貌电镜照片表明：微量La元素的加入,可以减少胎体中的孔洞缺陷,改善胎体的组织结构,提高胎体的力学性能。     

亚微米氧化铝粉体在建筑陶瓷板材中的应用研究

采用建筑陶瓷板的制备工艺,将亚微米氧化铝粉体加入到陶瓷板材坯料中,研究了其对陶瓷板材外观、烧结性能和力学性能的影响。结果表明:在常规的生产条件下,亚微米氧化铝粉体主要以α-Al₂O₃颗粒的形式均匀分布在坯体中,具有较强的增白效果。当氧化铝粉体加入量在15%(质量分数)以内时,陶瓷板材样品的吸水率低于0.1%,烧结致密化程度较高,抗弯强度随加入量增加而提高。当加入量继续增加,吸水率增大,抗弯强度下降。氧化铝粉体加入量为15%(质量分数)时,样品的抗弯强度达到最高值96 MPa,比未外加氧化铝的样品提高了30%。在白度较低的低品质原料中,通过加入亚微米氧化铝粉体可大幅度提高产品的白度和强度,既可减少优质资源的消耗,又能较好地满足陶瓷板材对装饰效果和力学性能的要求。     

石墨材料对铜锡胎体性能影响的实验研究

为了研究不同形状和表面处理工艺的石墨材料对Cu-Sn预合金粉胎体性能的影响,文章选择了普通片状石墨、球形石墨和表面镀覆金属的石墨等原材料,并设计不同石墨含量的对比试验,借助SEM形貌、力学性能测试等方法分析胎体性能的变化情况。实验结果表明:在铜锡胎体中,等量添加形状规则的球形石墨与形状不规则的片状石墨相比,试样硬度、抗弯强度值变化不大,试样密度略有提高;与普通石墨相比,加入等量镀覆石墨能提高胎体硬度和抗弯强度,且随表面镀覆金属含量增多,硬度和抗弯强度提高越多,密度也随之提高;随着石墨加入量增多,胎体硬度、抗弯强度和耐磨性均会降低。     

一种造孔材料对金刚石薄壁钻头效率提高的研究

研究造孔材料N对Co胎体的强度和硬度的影响,并将N分别添加到纯Co、FeCu和CoFe基胎体中做成薄壁钻头,进行钻进钢筋混凝土的对比试验。结果表明:在纯Co胎体中加入N,随着添加量增加,抗弯强度和硬度均呈下降趋势,添加量到4%,抗弯强度下降16%,添加量到6%降低35%。钻进试验结果:不同的实验钻头钻进钢筋的效率均有提高,其中纯Co胎体提高102%;钻进纯混凝土,不同的胎体效果不同,纯Co中效率提高62%。     

多晶氧化铝纤维对莫来石—氧化锆陶瓷材料的增强研究

以电熔莫来石、半稳定氧化锆和α-氧化铝微粉为主要原料,制备莫来石—氧化锆陶瓷材料。在材料中分别外加了（V%）0、5%、10%、15%和20%的多晶氧化铝纤维,并将试样在1500℃保温3h烧成,制备出氧化铝纤维增韧的莫来石—氧化锆复相陶瓷。研究了氧化铝纤维对试样的加热线收缩率、常温耐压强度、常温抗折强度和热震稳定性的影响。结果表明：加入适量的多晶氧化铝纤维能够显著降低莫来石—氧化锆复相陶瓷的加热线收缩率,大幅度提高其常温抗折强度和热震稳定性,而常温耐压强度只有轻微下降。     

陶瓷纤维过滤材料的制备和性能

为制备一种低阻力、较高机械强度和耐一定温度的刚性过滤材料,分别将剪短的氧化铝纤维、硅酸铝纤维和高铝纤维通过机械搅拌均匀分散在水玻璃中制成浆料,然后真空吸滤成形、烘干、高温烧成过滤材料,测试三种滤材的过滤阻力和抗弯强度后发现,氧化铝纤维和高铝纤维滤材的性能较好。把氧化铝纤维和高铝纤维按不同比例混合,以相同的工艺制备过滤材料,通过对滤材的性能分析,确定当氧化铝纤维和高铝纤维的比例为9∶1,800℃烧成,可得到过滤阻力为41Pa/m/min,抗弯强度为6.9MPa,孔隙率为78%的过滤材料。     

弱化胎体添加剂在金刚石锯片中的应用

利用万能材料试验机、摆锤冲击试验机、自动切割机等设备考察了一种添加剂对Fe基结合剂金刚石工具胎体力学性能及其锋利度、耐磨性的影响。结果表明:加入该添加剂可以降低胎体的抗弯强度、韧性、耐磨性,增加胎体的硬度和金刚石工具的锋利度,其添加量以3%～5%为宜。     

基于正交实验设计的多孔莫来石复合材料的研究

本文以工业废弃物粉煤灰、当地粘土和工业氧化铝为原料,干压成型后采用固相烧结法制备多孔莫来石材料.为获得材料的最佳制备配方和相关工艺参数,应用混合正交试验法(41 ×24)研究了氧化铝添加量、原料粒径、原材料预处理和烧结温度对合成多孔莫来石复合材料性能的影响.研究结果表明:烧结温度对莫来石性能的影响较大,原料粒径的影响较小.当氧化铝添加量为20wt％,原料粒径为150μm并将原料经过盐酸酸洗处理后,在1200℃下进行烧结,可制得主晶相为莫来石的多孔陶瓷材料,其抗弯强度为44.56 MPa,显气孔率为41.52％,体积密度为1.14 g/cm3及吸水率为36.38％.