激光诱导气相合成Si_3N_4/SiC纳米粉试验工艺研究

选择廉价的六甲基乙硅胺烷((Me_3Si)_2NH)和氨气为原料,采用正交设计试验参数的方法,研究了激光功率密度、六甲基乙硅胺烷蒸汽流量、氨气流量对粉体化学组成的影响。制备出低游高碳含量,高Si_3N_4含量的Si_3N_4/SiC粉体。研究结果表明,在选定的试验参数范围内,形成的粉体中Si_3N_4、SiC的相对含量在较大的范围内变化。对Si_3N_4粉体中Si_3N_4的形成影响最大的是激光功率密度,六甲基乙硅胺烷流量对其影响最小。通过试验得到了高Si_3N_4含量,低游离碳含量的Si_3N_4/SiC纳米粉形成的最佳工艺参数。     

颗粒级配对Si_(3)N_(4)w/Si_(3)N_(4)复合材料弯曲强度与介电性能的影响EI北大核心CSCD

为了获得一种弯曲和介电性能良好的氮化物陶瓷材料,本工作首先以氮化硅晶须(Si_(3)N_(4w))为原料,采用喷雾造粒工艺制备3种具有不同粒径分布的Si_(3)N_(4w)球形颗粒粉体,研究雾化盘转速对Si_(3)N_(4w)球形颗粒粉体粒径分布的影响。然后以喷雾造粒得到的Si_(3)N_(4w)球形颗粒为原料,采用干压法制备3种颗粒级配的Si_(3)N_(4w)预制体,研究颗粒级配Si_(3)N_(4w)预制体的孔径分布。采用化学气相渗透(CVI)和先驱体浸渍裂解(PIP)工艺在3种颗粒级配的Si_(3)N_(4w)预制体中进一步制备Si_(3)N_(4)基体,研究Si_(3)N_(4w)/Si_(3)N_(4)复合材料制备过程中的物相和微结构演变以及颗粒级配对Si_(3)N_(4w)/Si_(3)N_(4)复合材料的微结构、密度、弯曲强度和介电性能的影响。结果表明:3种颗粒级配的Si_(3)N_(4w)预制体均具有二级孔隙特征,其中小孔孔径均约为0.7μm,大孔孔径分别为45.2,30.1μm和21.3μm。在制备的3种颗粒级配的Si_(3)N_(4w)/Si_(3)N_(4)复合材料中,S13样品的颗粒级配效果最好,复合材料的弯曲强度达到81.59 MPa。此外,该样品的介电常数和介电损耗分别为5.08和0.018。良好的弯曲强度和介电性能表明制备的Si_(3)N_(4w)/Si_(3)N_(4)复合材料有望应用于导弹天线罩领域。     

反应烧结Si_3N_4的热震断裂行为

研究了四种 Si_3N_4材料的热震断裂行为。分析了材料的断裂参数(K_(1c)、γ(?) 和 σ(?))与抗热震参数之间的关系。无掺杂的 Si_3N_4-B_0的临界抗热震温差ΔT_c 为400℃左右,其热震裂纹以准静态的方式扩展。含 BN 的 Si_3N_4-B_1,Si_3N_4-B_2和 Si_3N_4-B_2材料的临界抗热震温差较高(ΔT_c=500℃),并在该温度点发生动态的裂纹扩展。当热震温差进一步提高,BN 含量较高的 Si_3N_4-B_2以及含有 BN 和 C 的 Si_3N_4-B_3在一定的温差增量范围内(ΔT_c′-ΔT_c=200℃)保持了裂纹的稳定;然后随着温差的继续扩大,其裂纹又逐步扩展。BN 含量较低的Si_3N_4-B_1则不同,其热震裂纹在作了动态扩展之后紧接着再逐步扩展。在实验的基础上阐明了 Si_3N_4材料的热震断裂行为是由抗热震参数控制的,而抗热震参数是断裂参数的函数。指出 Si_3N_4-B_2是适用于力学和热学环境下的结构材料,因其具有较高的抗热震参数和较小的热震强度衰减率。     

晶界相预合成对 Si_3O_4 陶瓷显微结构和高温力学性能的影响

将 Si_3N_4原料预热处理以及预合成 Si_3N_4-Al_2O_3-Y_2O_3系的晶界相,两者按适当比例制得的坯体,经无压烧结得到相对密度>97%的 Si_3N_4烧结体。其高温抗弯强度达400MPa(1300℃下),比通常工艺(未经处理的)制得的强度相应提高约25%。用 SEM、TEM 对这种 Si_3N_4试样的显微结构进行了研究分析,解释了强度提高的原因。     

激光气相法合成超细陶瓷粉

研制了激光气相合成反应装置,采用 CO_2激光作为热源,SiH_4、NH_3、C_2H_4作为气相反应物,合成了超细 Si、Si_3N_4、SiC 陶瓷粉。对此三种粉体进行了 X 射线衍射分析以及 TEM 观察测定。图1给出了Si、Si_3N_4、SiC 粉的 TEM 照片。由图1可以看出,Si粉粒子呈等轴形,而 Si_3N_4粒子呈椭球形,SiC 为等轴六角状小粒子。实验中发现,Si 粉的粒度分布范     

氧化物添加剂对 Si_2N_2O 粉末生成的影响

氮氧化硅(Si_2N_2O)难于直接从 Si_3N_4和 SiO_2中制取。因此加入少量氧化物添加剂,如 Al_2O_3、Y_2O_3或MgO 于 Si_3N_4和 SiO_2中,在1150～1800℃的温度范围内,对 Si_2N_2O 生成反应的动力学进行了研究。应用 X 射线衍射确定了反应产物。实验结果表明,氧化物添加剂导致液相形成,从而降低了反应的活化能,大大加速了 Si_2N_2O 的生成。生成反应可描述如下:Si_3N_4(c)+SiO_2((?))→2Si_2N_2O(c)Si_3N_4在液相中的溶解是控制性步骤。Si_2N_2O 生成动力学与 Si_3N_4在液相中溶解量的大小有关,与 Si_3N_4的晶型种类无关。Y_2O_3或 MgO 比 Al_2O_3添加剂更有利于 Si_2N_2O 的生成。     

添加Mg、Y氧化物对Fe-Mo/Si3N4金属陶瓷微观组织与性能的影响

提出在Fe-Mo/Si_3N_4金属陶瓷中添加Mg、Y氧化物,在常压烧结条件下实现金属复合、晶须技术双重强韧化陶瓷,并研究了Mg、Y氧化物对Fe-Mo/Si_3N_4金属陶瓷的微观组织与性能的影响.结果表明:添加Mg、Y氧化物的Fe-Mo/Si_3N_4金属陶瓷,存在与Si_3N_4润湿性极好的金属Fe与MoSi_2相,颗粒状α-Si_3N_4转变成晶须条状β-Si_3N_4,烧结体致密且晶粒得到明显细化,各项性能得到大幅提升,实现了金属复合、晶须技术双重强韧化Si_3N_4陶瓷。     

Si_2N_2O-Al_2O_3-La_2O_3和Si_2N_2O-Al_2O_3-CaO系统的亚固相关系

本文给出了 Si_2N_2O-Al_2O_3-La_2O_3和 Si_2N_2O-Al_2O_3-CaO 系统的亚固相图。实验结果表明:在 Si_2N_2O-Al_2O_3-CaO 系统中有一个未知结构的新化合物 CaO·Si_2N_2O,在3CaO·Si_2N_2O 和3CaO·Al_2O_3两化合物之间形成连续立方固溶体。而 Si_2N_2O-Al_2O_3-La_2O_3系统中则没有发现新化合物。在两个系统的富 Si_2N_2O区,过量的 Si_2N_2O 与 La_2O_3和 CaO 分别反应形成 Si_3N_4与 La_(10)[SiO_4]_(?)N_2(H-相)(和 CaSiO_3。所研究的这两个三元系统中,分别形成了如下几个四元相容性区。在 Si_2N_2O-Al_2O_3-La_2O_3系统内有:H-Si_3N_4-La_2O_3·Si_2N_2O-La_2O_3·Al_2O_3;H-Si_3N_4-La_2O_3·Al_2O_3-La_2O_3·11 Al_2O_3;H-Si_3N_4-La_2O_3·11 Al_2O_3-Al_2O_3;H-Si_3N_4-Al_2O_3-O′s.s;H-Si_3N_4-O′s.s-Si_2N_2O在 Si_2N_2O-Al_2O_3-CaO 系统内有:Si_3N_4-CaSiO_3-CaO·Si_2N_2O-3CaO·Al_2O_3;Si_3N_3-CaSiO_3-3CaO·Al_2O_3-2CaO·Al_2O_3·SiO_(?);Si_(?)N_(?)-CaSiO_3-2CaO·Al_2O_3·SiO_2-Al_2O_3;Si_3N_4-CaSiO_3-Al_2O_(?)-O′s.s;Si_3N_4-CaSiO_3-O′s.s-Si_(?)N_(?)O     

低温 Hg 敏化光化学气相淀积 Si_3N_4薄膜

用光-CVD 技术,在100—200℃的温度下,在 Si 片上淀积出了 Si_3N_4薄膜。本文研究了薄膜淀积速率与淀积参数的关系,讨论了淀积的 Si_3N_4薄膜的物理性质、化学性质和力学性质。     

一维Si3N4合成的研究进展

纤维、晶须、纳米线等一维Si_3N_4材料及纳米带、纳米管、纳米环、纳米电缆等准一维Si_3N_4材料是具有优异的力学和热学性质的宽禁带半导体,在复合材料、催化、微纳器件和机电系统等方面有重要的应用价值。按形貌特征对一维Si_3N_4进行分类,概括了直接氮化法、碳热还原法、化学气相沉积法和先驱体热解法等合成方法,阐述了气-液-固、气-固、固-液-固等生长机制,详述并总结了一维Si_3N_4的研究现状,进而对其存在的问题和研究方向进行了分析和展望。     

粉末的爆炸压实工艺

为指导粉末爆炸压实工艺,综述了影响粉末爆炸压实的各种工艺参数,阐述了爆炸装置、装粉套筒、原始粉末、炸药以及其他因素的选择原则,分析了这些工艺因素对粉末爆炸成型质量的影响,提出了粉末爆炸压实中工艺参数优化的复杂性,并展望了爆炸压实工艺在粉末成型中的应用前景.     

Dry powder inhaler of colistimethate sodium for lung infections in cystic fibrosis: optimization of powder construction

Abstract

Colistimethate sodium (CMS) for treatment of lung infections in cystic fibrosis patient was transformed into a dry powder for inhalation by spray drying. Design of Experiment was applied for understanding the role of the spray-drying process parameters on the critical quality attributes of the CMS spray-dried (SD) powders and agglomerates thereof. Eleven experimental SD microparticle powders were constructed under different process conditions according to a central composite design. The SD microparticles were then agglomerated in soft pellets. Eleven physico-chemical characteristics of SD CMS microparticle powders or agglomerates thereof were selected as critical quality attributes. The yield of SD process was higher than 75%. The emitted fraction of agglomerates from RS01 inhaler was 75–84%, and the fine particle fraction (particles <5?µm) was between 58% and 62%. The quality attributes of CMS SD powders and respective agglomerates that were significantly influenced by spray-drying process parameters were residual solvent and drug content of the SD microparticles as well as bulk density and respirable dose of the agglomerates. These attributes were also affected by the combination of the process variables. The air aspiration rate was found as the most positively influential on drug and solvent content and respirable dose. The residual solvent content significantly influenced the powder bulk properties and aerodynamic behavior of the agglomerates, i.e. quality attributes that govern drug metering in the device and the particles lungs deposition. Agglomerates of CMS SD microparticles, in combination with RS01?DPI, showed satisfactory results in terms of dose emitted and fine particle fraction.     

灰岩矿爆破开采岩粉成因及其控制研究

为了控制石灰石生产加工过程中岩粉的产生及分析其成因,利用邦德功指数和研磨性分析了石灰岩的主要特性,结合灰岩粉的主要来源,提出了针对性的岩粉控制措施,并通过灰岩矿爆破试验进行了验证。研究结果表明:石灰石相较于其他岩石更易产生岩粉,其主要来自于爆破形成的粉碎区,机械破碎中的矿石整形,钻孔岩屑及软弱夹层;通过优化爆破破碎过程,采用空气间隔不耦合装药、现场混装装药和合理优化爆破参数等方式,可以控制粉碎区大小,使爆破级配更为均匀,从而减少爆破岩粉。     

Electrostatic Powder Coating as a Novel Process for High-Voltage Insulation Applications

A novel strategy for manufacturing of the main insulation of high-voltage rotating machines is presented. The developed process is based on established electrostatic powder coating equipment. Using complete automation enables the precise and reproducible application of homogeneous powder coating layers. Individual layers can be stacked by process repetitions to achieve a desired layer thickness. This coating strategy alters the particle deposition process by introducing additional capillary bridges that significantly increase powder adhesion. A systematic parameter study is performed to provide process–structure relations connecting various process parameters with the resultant coating thickness and homogeneity. The parameters of the developed coating process are iteratively improved to maximize coating homogeneity and minimize defect density, the most critical parameters in high-voltage insulation applications. The obtained powder coatings with a target thickness of 1.5 mm are subjected to electrical testing to examine the partial discharge activity as a key criterion for a functional insulating coating. The measurements reveal no significant partial discharge activity up to an electric field strength of 10 kV mm⁻¹, demonstrating that this novel strategy for the production of the main insulation of high-voltage rotating equipment surpasses the state-of-the-art process in terms of partial discharge activity.     

纳米微反应器法制备球形超细氧化锆粉体

以水/环已烷/曲拉通-100/正己醇四元油包水微乳体系中的微乳液滴为纳米微反应器,通过微反应器中增溶的锆盐和沉淀剂发生反应,制备球形超细氧化锆粉体.实验结果表明,微乳体系中的锆盐浓度、水与表面活性剂的摩尔比以及煅烧温度等对粉体的最终特性有较大影响.对获得的粉体采用激光散射法粒度测试、BET法比表面积分析、XRD物相分析、SEM、TEM形貌观察等方法进行表征.     

Additive manufacturing of copper alloys: influence of process parameters and alloying elements

Owing to the physical properties of copper and its alloys it is challenging to achieve good surface quality and low porosity by the widely used laser-based additive manufacturing processes. This paper deals with the role of alloy composition, powder size and process parameters in additive manufacturing with laser beam melting machine (with power up to 100 W). Test parts were produced in pure copper and CuNiSi(Cr) alloys. The porosity was investigated as a function of different process parameters and powder size ranges. The effects of the alloy physical properties (reflectivity, thermal conductivity, melting range and surface tension) are discussed. Moreover, the effect of thermal treatment on the properties of CuNiSi parts was assessed in conventional two-step heat treatments.     

废硫化胶粉增韧BMC 的实验研究

本文以废硫化胶粉(RP) 作为活性填料来改性不饱和聚酯团状模塑料(BMC) , 系统研究了配方、工艺等因素的影响, 以及RP 的增韧作用。结果表明, 增韧效果与RP 的预处理工艺、种类、填充量、粒径有关。当单体/R P= 50/50,RP 粒为0. 28mm , 填充量为20 ph r 时,BMC 的冲击强度从5. 2 kJ/m2 提高到11. 4 kJ/m2, 固化收缩率从0. 5% 下降至0. 1% , 而其他物理机械性能基本保持不变。透射电镜、电子探针测试证明, RP 与BMC 基体在相界面附近能够形成梯度IPN , 加强了两相界面结合, 使冲击强度提高。      

宁德核电站大面积爆破挤淤施工技术应用

以宁德核电站海域软基处理工程为例,介绍了大面积爆破挤淤技术的工艺原理、施工流程、参数选取和过程控制。本工程以爆炸置换法原理为基础,通过爆炸和抛填加载实现大面积深层淤泥置换,完成近27万m2淤泥质软基处理,爆破挤淤效果良好。     

金属粉末注射成形钛合金工艺研究

为了探究保障最终产品性能满足ASTM标准的粉末注射成形工艺,本文采用金属粉末注射成形方法,以德国Basf公司提供的喂料为原料,通过对注射参数优化获取1组最优注射工艺参数,用于后续脱脂及烧结工艺。利用拉伸、弯曲等力学实验,扫描电镜、金相光学显微镜等表征方法对材料的力学性能及微观结构进行表征,研究了注射、脱脂和烧结工艺参数对生坯性能、生坯失重率及烧结件力学性能等的影响。研究表明,在1350℃保温4 h的条件下,制备的烧结件的屈服强度为882 MPa,极限抗拉强度为971 MPa,伸长率8.21%,相对密度98%。烧结样件微观结构表征表明,烧结过程发生了β相变,得到了含有较大尺度α片层束的魏氏体组织,因而强度较高,塑韧性略低。     

温压工艺在粉末冶金中的研究与应用

介绍了温压工艺的特点及其致密化机理，并对粉末冶金研究中温压工艺参数的选择、温压材料的性能及聚合物的加入方式和选取原则进行了讨论。在此基础上，提出了今后温压工艺的研究发展方向和应用前景。