Al2O3-SiC-SiAlON复合材料的制备和性能

以电熔白刚玉、α-Al2O3微粉、Si粉和矾土基β-SiAlON粉为原料,以树脂为结合剂,制备了复合材料试样.研究了1 500℃烧后试样的物相组成、显微结构以及常温物理性能、高温抗折强度和抗热震性.结果表明:(1)在刚玉中引入适量Si粉高温埋碳条件下可合成Al2O3-SiC-SiAlON复合材料,引入适量β-SiAlON可促进Si反应,且复合材料1 500℃烧结良好;(2)复合材料的高温抗折强度和抗热震性随Si粉加入量增加而提高,加入β-SiAlON后材料的高温机械性能进一步提高;(3)材料高温机械性能提高的原因在于Si粉在高温下与C、CO和N2反应生成晶须状或纤维状SiC和絮状O’-SiAlON填充气孔,形成交叉连锁的网络结构,对材料起增强和增韧作用.     

氮化物结合耐火材料与氧化物耐火材料的抗侵蚀性能研究

比较了Ｓｉ３Ｎ４结合ＳｉＣ，Ｓｉａｌｏｎ结合刚玉，ＡｌＮ结合刚玉，ＡｌＯＮ结合刚玉材料与刚玉砖和粘土砖的抗高炉渣侵蚀及抗钢水侵蚀性。结果表明：与刚玉质，粘土质耐火材料相比，氧化物／非氧化物复相材料显示优良的抗渣透性和抗渣浸浸蚀性。     

原位生成Sialon增强Al2O3-SiC—C铁沟浇注料抗渣机理研究

采用静态坩埚法进行了Sialon增强Al2O3-SiC-C铁沟浇注料的抗渣实验。结果表明，该种铁沟料具有比传统铁沟料更优异的抗渣性能。通过X-射线衍射和SEM分析可知，其抗渣机理为：添加的Si3N4，Si与Al2O3发生原位反应生成Sialon，使材料内部结合更加紧密，并且生成的Sialon活性较高，氧化放出气体，阻止熔渣的渗入；其次，Sialon向熔渣中溶解，使熔渣成为含N的高硅玻璃，粘度增大；此外，Al2O3与熔渣的MgO反应生成MgAl2O4，形成一阻挡层，这也是Sialon增强Al2O3-SiC-C浇注料具有优异的抗渣渗透及侵蚀性能的重要原因．     

SiCN/Sialon复合材料的制备及微波介电性能研究

以AlN、Al2O3和Y2O3为添加剂，用无压烧结法制备了SiCN／Sialon复合材料。研究表明，在相同烧结条件下，随着纳米SiCN含量的增加，材料的烧结致密度下降。XRD结果表明，SiCN／Sialon复合材料由主晶相β—Sialon（Si3Al3O3N5）和极少量的SiO3、β—SiC组成。SEM研究表明，随着纳米SiCN含量的增加，材料中棒状的β—Sialon（Si3Al3O3N5）含量明显减少。抗弯强度研究表明，β—Sialon（Si3Al3O3N5）复合材料的抗弯强度随着纳米SiCN含量的升高而降低，从纯Sialon陶瓷的530MPa下降到含22．26％SiCN时的196MPa，其原因是由于随着纳米SiCN含量的增加，材料的致密度降低，β—Sialon（Si3Al3O3N5）含量减少所致。SiCN／Sialon复合材料复介电常数的实部和虚部均随纳米SiCN含量的升高而增大，但是低于预期值，其原因是由于长时间高温烧结时，纳米SiCN结构发生变化，其复介电常数的实部和虚部大幅度下降造成。     

SiCp／Ni梯度复合材料的制备与热震性能研究

采用粉末冶金方法制备了SiC颗粒增强Ni基梯度复合材料(FGMMC)，研究了FGMMC的显微组织、力学性能和抗热震性能。结果表明，FGMMC基体连续，层间没有界面，致密度大于93％；FGMMC的显微硬度随SiC含量的增大至梯度分布，而且具有良好的抗热震性能。     

齿科合金熔炼用钛酸铝坩埚的研制

根据齿科坩埚的工作条件，进行了热震过程分析。试制的钛酸铝坩埚应用于齿科合金熔炼，其抗热震性和抗侵蚀性优于国外进口产品。使用结果表明：钛酸铝是齿科坩埚的最适宜材质。     

太阳能热发电Al2O3-ZrO2复相储热陶瓷的制备及其抗热震性

以α-Al2O3、部分稳定氧化锆(PSZ)(Y2O35.2%)、红柱石、堇青石、滑石为原料,制备了太阳能储热用Al2O3-ZrO2复相储热陶瓷,采用XRD、SEM等测试技术对样品的性能及结构进行了研究,探讨了PSZ、堇青石和红柱石对储热陶瓷样品抗热震性能的影响。结果表明,添加堇青石、PSZ和红柱石均可提高样品的抗热震性能,且三者共掺时的抗热震性能最优。经1 340℃烧成的复相储热陶瓷样品(样品B4)抗折强度达60.83MPa、热震(室温～800℃,气冷)30次不开裂,且热震后抗折强度增长了13.15%。相组成分析表明,B4样品热震前后晶相组成均为刚玉、四方氧化锆、红柱石、莫来石、堇青石。SEM研究结果表明,样品热震前后均较致密,少量连通气孔,气孔尺寸为1～80μm,晶粒尺寸为1～5μm,晶粒生长发育良好,被少量玻璃相包裹,晶粒间呈晶间型紧密连接,赋予了样品较高的强度和抗热震性。     

均一大孔径刚玉-莫来石多孔陶瓷的制备与研究

为了获得抗热震性好的工业窑炉用高温隔热材料,研究以山铝α-Al_2O_3、石英、苏州土为主要原料,聚苯乙烯球为成孔剂,制备了具有均一球形大孔径的刚玉-莫来石多孔陶瓷。测试了样品的气孔率、吸水率、体积密度及抗压强度,采用XRD、体视显微镜、SEM等测试方法研究了样品的相组成、显微结构。结果表明,所有样品经1 400℃烧成后吸水率、气孔率达到最低值,抗压强度达到最大值,配方中含氧化铝最多的样品抗压强度最大达17 MPa。从体视显微镜观测可知,样品中球形大气孔均匀地独立分布,孔径为0.7～1.3 mm。XRD和SEM分析表明,只有配方中石英含量少于20%的样品经1 500℃烧成后,其主晶相为刚玉、莫来石。晶粒分布均匀且粒径大小一致的样品,刚玉、莫来石含量越高其抗热震性能越好。     

碳氮化含钛高炉渣对铁沟捣打料抗氧化性及抗渣性的影响

测定碳氮化处理后含钛高炉渣的熔化特性,并研究在高炉铁沟捣打料中加入碳氮化含钛高炉渣后对材料抗氧化性及抗渣性的影响。结果表明,含钛高炉渣经碳氮化处理后,渣中主要的矿物相为氮化钛或碳氮化钛和钙镁黄长石或钙铝黄长石,渣中相的组成和含量受还原温度影响较大,随着渣的还原温度升高,还原渣的熔点呈上升趋势;将还原渣引入到高炉铁沟捣打料中,部分或完全替代碳化硅原料,可明显提高捣打料的抗氧化性,最佳的渣加入量为7%,过多将会导致捣打料抗氧化性减弱;因Ti（C,N）具有优良的抗渣性能,碳氮化含钛高炉渣的引入不影响高炉铁沟捣打料的抗渣性。     

Al2O3/堇青石陶瓷的制备和抗热震性能研究

为了解决氧化铝陶瓷抗热震性差的难题，将堇青石、纳米SiC加入到Al₂O₃中，通过无压烧结工艺，制备出了Al₂O₃/堇青石抗热震陶瓷.结果表明，w(堇青石)=10%、烧结温度为1 520 ℃时陶瓷可获得最高密度.陶瓷样品能够承受1 500 ℃温差(空冷)的热震破坏.采用SEM对陶瓷进行组织结构分析，发现堇青石与氧化铝形成长柱状固溶体，呈无规分布状态.这样的显微组织有利于缓解热应力和提高强度，对提高陶瓷的抗热震性具有重要作用.     

水泥对刚玉-尖晶石浇注料抗侵蚀性影响研究

以板状刚玉为骨料,电熔白刚玉、电熔尖晶石、Al2O3微粉和纯铝酸钙水泥为基质,研究了纯铝酸钙水泥加入量对刚玉-尖晶石浇注料抗侵蚀性能的影响.结果表明:纯铝酸钙水泥加入量为4%时,浇注料的侵蚀、渗透指数最大,抗渣侵蚀性能最差;水泥含量≥6%时抗渣侵蚀、渗透指数明显下降,抗渣性逐渐改善.水泥加入量影响浇注料的抗侵蚀性能主要与基质中的物相组成和显微结构有关.随水泥加入量的增加,水泥中的CaO与Al2O3反应形成六铝酸钙,基质中刚玉的含量减少;渣中的CaO与刚玉颗粒反应形成六铝酸钙,产生体积膨胀堵塞气孔,抑制了渣的渗透,使得抗渣侵蚀性能得到改善.     

Mn对铝锆碳耐火材料性能的影响

以烧结板状刚玉、锆莫来石、石墨粉为原料,以Mn,Al,Si粉为添加剂,经成形、干燥后,在1 450 ℃下埋碳烧成后制成铝锆碳试样,研究金属Mn的加入量对铝锆碳材料抗氧化性和抗渣侵蚀性的影响.研究结果表明,在铝锆硕材料中,材料的氧化层厚度随Mn含量的增加而减小,当w(Mn)∶w(C)=1∶4时,氧化层厚度最小,随后氧化层厚度又增加,且w(Mn)∶w(C)=1∶4时Mn对试样的抗渣侵蚀和渗透性较好.     

β＇-Sialon粉体的制备及表征

研究了高岭土的碳热还原氮化合成β‘-Sialon粉体的制备方法，用XRD和SEM分析表明：在添加1wt％Fe2O3，碳含量为38．7wt％，氮化合成温度为1350℃，保温6h时可合成β‘-SiaIon粉体，其晶格常数为a=7．6410，b=7．6410，c=2．9716，z=3．1，并探讨了合成β‘-Sialon的反应机理。     

层状三元碳化物Ti3SiC2及其制备研究

三元碳化物Ti3SiC2属于层状六方晶体结构，空间群为P63／mmC；它同时具有金属和陶瓷的优良性能，有良好的导电和导热能力，在室温下可切削加工，在高温下有良好的热稳定性和塑性变形能力，还具有优异的抗氧化性能，抗热震等；应用CVD、SHS、HP／HIP等方法可制备该化合物，用HIP方法能制备高纯、致密的Ti3SiC2陶瓷。最近，以元素单质粉为原料，采用放电等离子烧结工艺成功制备了高纯Ti3SiC2材料。     

微粉及烧成温度对刚玉莫来石材料结构的影响

采用正交方法研究了硅微粉、氧化铝微粉及烧成温度对刚玉莫来石复相陶瓷显微结构及性能的影响，结果表明，氧化铝质量分数对高温抗折的影响最大，而烧成温度对热震稳定性及蠕变性的影响最大，硅微粉对高温性能的影响较小.通过设计α-Al₂O₃微粉、硅微粉及烧成温度来控制颗粒与基质间的结合状态及基质中莫来石、气孔及残留α-Al₂O₃，调节热膨胀系数、弹性模量及导热率，从而改善材料的抗热震性、蠕变等高温性能.刚玉莫来石材料的断裂在室温下由裂纹扩展控制，在高温下由蠕变机制控制.     

Ti3SiC2/TiB2复合材料的制备及其组织和力学性能

以2TiC／Ti／Si／0．2Al／TiB2粉为原料，采用热压烧结工艺成功制备了Ti3SiC2／TiB2复合材料。结果表明：不同TiB2含量的试样中主晶相为Ti3siC2与TiB2两相，没有发现其它杂质相；当复合材料中TiB2的体积分数为10％时，其硬度、抗压强度、弯曲强度、断裂韧性都有显著的提高。经热处理后，Ti3SiC2／10％TiB2复合材料的弯曲强度由367．5MPa     

Al3Ti-TiB2-SiC/Al-13Si复合材料的增强机理

为探讨复合材料的增强增韧机理，用MTS800力性试验机测试了材料的力学性能，并用OM和TEM对原位反应与高剪切液态搅拌复合技术制备的Al。Ti-TiB，一SiC／A1-13Si复合材料的微观结构进行了研究．结果表明：热处理态混杂增强复合材料的硬度、弹性模量和高温（350℃）强度都比基体材料高，相对于基体合金，硬度、弹性模量和高温（350℃）强度分别提高20．8％、17．1％、20．7％；Al3Ti-TiB2-SiC／Al-13Si复合材料中第二相TiB2与α-Al之间存在共格对应关系；混杂增强铝基复合材料的主要强化机理：位错强化、固溶强化和细晶强化。     

包覆工艺制备C—SiC—B4C—TiB2复合材料的组织与性能

以鳞片石墨,B4C,SiC,TiO2为原料,利用包覆工艺在不同热压温度下制备了W（C）=50％的C—SiC—B4C—TiB2复合材料,并详细研究了热压温度对复合材料显微组织和性能的影响规律．结果表明,当热压温度高于1850℃时,复合材料由C,SiC,B4C和TiB2这四相组成;复合材料的体积密度、抗折强度和断裂韧性均随着热压温度的升高而增加．2000oC热压时,复合材料的体积密度、气孔率、抗折强度和断裂韧性分别达到2．41g／cm^3,3．42％,176MPa和6．1MPa·m^1/2;热压温度升高,复合材料的碳相和陶瓷相逐渐致密,碳相最终形成了在陶瓷基体上镶嵌的直径为40μm橄榄球状和条状这两种形貌．碳／陶瓷相的弱界面分层诱导韧化和第二相TiB2与陶瓷基体之间热膨胀系数不匹配所致的残余应力使变形过程中微裂纹的扩展路径发展变化,使复合材料的韧性提高．     

马杜霉素渣抗球虫的效果

测定了马杜霉素渣中铅、砷、镉，铬的含量及对小白鼠的毒性和对鸡的抗球虫性能。试验结果：马杜霉素渣中铅含量１．０５ｍｇ／ｋｇ，砷含量小于１．０ｍｇ／ｋｇ，镉含量１．２ｍｇ／ｋｇ，铬含量２６ｍｇ／ｋｇ；马杜霉素渣对小白鼠的ＬＤ５０为３５４．６５ｍｇ／ｋｇ，比马杜霉素毒性大，马杜霉素渣的抗球虫指数为１７３￣１７５．１，属中等强度抗球虫病，以上结果表明，马杜霉素渣可以作为抗球虫药应用，但应用时要防止中毒 的     

原位合成镁铝尖晶石-堇青石复相陶瓷的研究

为了提高锂离子电池正极材料用匣钵的使用寿命,以桂广滑石、鹤壁煅烧铝矾土和鹤壁堇青石熟料为原料,采用原位合成技术制备了镁铝尖晶石-堇青石复相陶瓷。测试和分析了烧结样品的吸水率、气孔率、体积密度、抗折强度、抗热震性能、物相组成以及显微结构。实验结果表明,采用原位合成的镁铝尖晶石-堇青石复相陶瓷的晶粒分布均匀、结合紧密,明显提高了样品的抗热震性和耐腐蚀性。最佳配方为经1 360℃烧成的A2样品(桂广滑石47.72%、煅烧铝矾土46.49%、堇青石熟料5.79%),其吸水率为0.37%、气孔率为0.95%、体积密度为2.59g/cm3、抗折强度为114.12 MPa。堇青石熟料的最佳添加量为5.79%,添加少量堇青石熟料起到晶核剂作用,同时能够显著地降低样品的吸水率和气孔率,提高样品的体积密度、抗折强度和抗热震性能,拓宽样品的烧成范围。通过XRD和SEM分析表明,烧成样品的相组成为堇青石和镁铝尖晶石,样品的晶体发育比较完善,堇青石呈六方柱状,纵横交错排列,镁铝尖晶石呈颗粒状,分布于堇青石晶粒之间。30次热震(1 100℃~室温)后经1 360℃烧成的A2样品的相组成没有明显的变化,抗热震性能较优。