SiO2对Al2O3/40%ZrO2（4Y）凝固陶瓷结构转化的影响

基于超重力下燃烧合成Al2O3/40%Zr O2(4Y),通过调整Si O2引入量,研究Si O2对材料显微结构与形态演化的影响。XRD、EDS、SEM结果表明:添加Si O2不改变复合陶瓷相组成,陶瓷基体主要由t-Zr O2、α-Al2O3以及少量m-Zr O2等组成,而Si O2则以玻璃相形式存在。当Si O2添加量小于6%时,Al2O3/Zr O2以共生共晶方式生长,形成胞状共晶团组织;当Si O2添加量为12%,Al2O3与Zr O2均独立析出,发育成尺寸粗大的Zr O2粒晶与花瓣晶;当Si O2添加量达18%时,该陶瓷发育为结构不完整的共晶枝晶组织。     

化学共沉淀法制备BaAl_2Si_2O_8:Eu~(2+)荧光粉及其发光特性

采用化学共沉淀法一次煅烧工艺制备BaAl2Si2O8:Eu2+荧光粉。用X射线衍射仪、荧光分光光度计和扫描电镜等对BaAl2Si2O8:Eu2+荧光粉的相结构、发光性能、形貌进行表征。结果表明,化学共沉淀法合成了单相的BaAl2Si2O8:Eu2+,且粒度小,分布均匀,呈类球形。在320nm激发下,其发射主峰位于465nm附近,当Eu2+的掺杂浓度为3.5%,发光强度达到最大值,猝灭浓度有所提高,这主要是由于纳米微粒边界对能量共振传递的阻断和猝灭中心在纳米晶内分布的涨落性引起的。     

过共晶铝硅合金中初晶硅复合异质形核的研究

采用磷变质细化过共晶铝硅合金中的初晶硅相,并对工业熔体中存在的多种粒子进行研究。结果表明,在过共晶铝硅合金中存在多种异质粒子(如Al P和Si O2)及复合异质粒子[如Al P/Si O2和Al P/(Al2O3+Si O2)]等多种形核中心,这些粒子都能为初晶硅相形核提供固相衬底。在工业合金熔铸过程中,需综合考虑多种粒子的异质形核作用。     

Fe_2SiO_4熔化原位观察及组织形貌研究

以含硅1.21 wt%低碳钢为研究对象,采用电子背散射扫描(BSED)、能谱仪(EDS)、激光共聚焦显微观察(LSCM)分析了该钢种氧化铁皮的组成、Fe_2Si O_4/Fe O的组织以及Fe_2Si O_4相的熔化。结果表明:低碳钢氧化铁皮主要由三层结构组成,外层主要为Fe_2O_3,中间层以Fe_3O_4和Fe O为主,内层为共晶化合物Fe_2Si O_4/Fe O。此外,Fe O以弥散分布的颗粒状分布在基体Fe_2Si O_4中。同时,原位观察试验验证了Fe_2Si O_4相的理论熔化温度约为1173.9℃,而且,Fe_2Si O_4相的熔化温度与硅元素含量无关。     

SiO_2/EP梯度耐磨复合涂层的制备及其性能研究

为改善共混法制备陶瓷/环氧树脂(EP)复合涂层时由于填料颗粒的大沉降现象而引起的涂层粘结性和耐磨性变差,将具有一定粒度分布的Si O2粉末利用喷粉的方法引入环氧树脂涂层,通过控制固化温度和时间来控制不同粒径Si O2颗粒在环氧树脂涂层中的沉降深度,制得了Si O2颗粒呈梯度分布的Si O2/EP复合涂层。研究了Si O2/EP梯度复合涂层的粘结性和耐磨性,探讨了Si O2/EP梯度复合涂层的形成机制。结果表明:不同粒径的Si O2颗粒在环氧涂层中可呈梯度分布,喷粉法制备的Si O2/EP复合涂层的粘结性与耐磨性均高于共混法制备的Si O2/EP复合涂层。     

Al基和Al-6Si基闭孔泡沫铝的动态压缩性能

利用熔体转移发泡法制备了不同密度的Al基和Al-6Si基闭孔泡沫铝(CCAF),探讨了CCAF基体的微观形貌及物相组成,对其动态压缩性能进行了研究。结果表明:Al基CCAF基体微观形貌较单一,基本上是小块状(Al20CaTi2);而Al-6Si基CCAF基体微观形貌复杂,主要呈大片状(Al3.21Si0.47和CaAl2Si3)、长针状(Al3Ti)和小白点(Al2O3)。动态压缩结果显示:Al基CCAF压缩应力—应变曲线较平缓,断裂层有明显的材料撕裂痕迹;而Al-6Si基CCAF压缩应力—应变曲线不光滑,个别曲线波动较大,断裂层出现显著的脆性材料断裂特征;随着相对密度的增加,Al基和Al-6Si基CCAF屈服强度(σpl)和表观弹性模量(E0.2)整体趋势都在增加。     

CMAS高温腐蚀硅酸铒材料的失效分析

目的 研究CMAS在高温下对硅酸铒材料的腐蚀行为。方法 通过固相反应合成高纯Er2SiO5和Er2Si2O7粉末,通过烧结获得Er2SiO5和Er2Si2O7块体。用35%CaO-10%MgO-7%Al2O3-48%SiO2（摩尔分数）的CMAS涂覆在烧结后的硅酸铒块体表面,将其在1300 ℃高温下进行不同时间的保温。利用X射线衍射仪（XRD）及扫描电镜（SEM）,分析腐蚀产物的物相组成和腐蚀后块体材料的显微组织。结果 在1300 ℃高温下,熔融态CMAS沿硅酸铒块体材料表面的微裂纹和孔隙渗入内部。宏观形貌表明,CMAS在很短时间内就完全渗入Er2SiO5块体内部,表面并未发现玻璃态的CMAS,而Er2Si2O7块体表面中心处却残留有缩聚的玻璃态CMAS。熔融CMAS与稀土铒硅酸盐反应,生成了柱状磷灰石相Ca2Er8(SiO4)6O2。CMAS熔化后,对Er2SiO5/Er2Si2O7有很好的润湿性,Er2SiO5/Er2Si2O7与熔化的CMAS紧密接触并发生溶解,Er和Si会进入到熔融的CMAS中,磷灰石相Ca2Er8(SiO4)6O2从CMAS熔融物中结晶出来。Er2Si2O7块体经CMAS渗透后,生成的磷灰石相比较致密,能有效阻止CMAS通过柱状晶间隙或者孔洞继续大量渗入,CMAS的渗透速率明显降低,渗透深度比同腐蚀时间下对Er2SiO5的要小。结论 稀土铒双硅酸盐Er2Si2O7可以有效阻止CMAS渗入,表现出更好的CMAS腐蚀抗性。     

低配钙CaO-Al_2O_3-SiO_2系烧结物相形成规律

本文以分析纯化学试剂α-Al2O3、Si O2和Ca CO3为原料,研究了烧结温度为1350℃,Al2O3与Si O2质量比为3.0,Ca O与Al2O3摩尔比(C/A)为0.9~1.4时Ca O-Al2O3-Si O2系物料的物相转化机制、熔化温度、氧化铝浸出性能和粉化性能。结果表明:C/A1.0时,熟料物相为γ-Ca2Si O4、Ca Al2O4、Ca12Al14O33和Ca2Al2Si O7;1.0≤C/A≤1.4时,熟料物相为γ-Ca2Si O4、Ca Al2O4和Ca12Al14O33;提高C/A可以促使Ca2Al2Si O7结合Ca O转化成γ-Ca2Si O4、Ca Al2O4和Ca12Al14O33,Ca Al2O4进一步结合Ca O生成Ca12Al14O33。随着C/A的升高,物料的熔化温度升高,熟料氧化铝浸出性能和粉化性能先增大后减小。     

SiO2微球负载BTA缓蚀剂型自修复耐蚀涂层的制备及性能研究

目的研究由负载缓蚀剂多孔Si O2微球和7537聚氨酯(PU)所制备的自修复涂层的耐蚀性能和防腐机理。方法利用负压-浸渍法将苯并三氮唑(BTA)负载到Si O2微球中,利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、热重分析(TGA)分别对Si O2的形貌与BTA负载含量进行分析检测,并利用划痕浸泡试验、电化学极化曲线及交流阻抗技术,研究Si O2、BTA以及负载有BTA的多孔Si O2微球(Si O2/BTA)对涂层耐蚀性能的影响。结果 SEM图像分析表明Si O2微球粒径约为1μm,热重分析试验表明BTA的负载含量为32.38%(质量分数)。划痕试验表明在浸泡过程中除了PU+Si O2/BTA coating试样外,其他试样的划痕处都出现了宏观腐蚀现象。电化学极化曲线和交流阻抗结果表明PU+Si O2/BTA coating试样始终具有最低的电流密度和较高的阻抗值。结论涂层中的多孔Si O2一方面可以储存BTA,当该涂层产生缺陷时,Si O2中的BTA被释放出来并在基体的缺陷处吸附成膜,从而使该涂层对微观缺陷具有一定的自修复功能;另一方面提高了涂层的致密性;两方面协同作用使PU+Si O2/BTA coating试样具有最好的耐蚀性能和一定的自修复功能。     

铝诱导法制备多晶硅薄膜的膜层间结合力影响机制

目的 分析铝诱导法制备多晶硅薄膜层间结合力大小的影响机制.方法 采用磁控溅射分别制备Al/α-Si复合薄膜以及Al2O3/α-Si复合薄膜,使用划痕仪获取两样品膜层结合力,并进行对比.采用第一性原理计算,从原子间作用力的微观角度,分析Si原子在Al层和Al2O3层的最佳吸附位置、吸附过程中的电子转移情况以及电子态密度图.结果 Si附着于Al层的临界载荷高于Si附着于Al2O3层的临界载荷.Si在Al(001)表面的最佳吸附位点为位点2,在Al2O3(001)表面未发现最佳吸附点.Si在Al2O3(001)表面的不同吸附点位下的电子得失情况不同,Si吸附Al2O3层的效果弱于其吸附于Al层的效果.在Si吸附于Al层的过程中,Si/Al界面层存在着Al─Si金属键的连接作用,Si原子的3p轨道电子和Al原子的3s、3p轨道电子起到吸附作用,吸附后,Si原子3p轨道电子的电子态数量增多,说明吸附过程中发生了电子的转移,膜层间形成了硅化物.在Al2O3层吸附Si原子的过程中,不同的吸附点位上,Si的得失电子情况不同,部分Si离子与Al2O3中的Al离子同时呈现出金属性,金属离子键的作用力降低了Si离子与O离子形成共价键的可能,降低了Al2O3吸附Si的能力.结论 Si吸附于Al层的过程中,与Al形成了硅化物,进而提高了膜层间结合力.加入Al2O3中间过渡层后,Si的金属性降低了与O形成共价键的可能,因此加入Al2O3中间层后,将会降低膜层间结合力.     

汽车大梁钢中大型夹杂物数量以及来源分析

通过大样电解方法研究了汽车大梁钢中大型夹杂物。结果表明,稳态铸坯中大型夹杂物以Si O_2、Si O_2-Al_2O_3等复合氧化物为主;头坯中大型夹杂物以Ca O-Al_2O_3、Ca O-Mg O等复合氧化物为主;混浇坯中大型夹杂物以Si O_2、Si O_2-Al_2O_3、Si O_2-Mn O等复合氧化物为主;尾坯中大型夹杂物以Si O_2、Si O_2-Ca O等复合氧化物为主。     

新型铁素体耐热合金高温抗氧化性能的研究

采用D/MAX-2500型X射线衍射仪、OLYMPUS-BHM型金相显微镜、PHLIPS-XL30/TMP型扫描电子显微镜等试验设备,以Cr、Al和Si元素作为耐热钢的主要合金元素,与此同时添加适量的稀土元素,试制了一种具有较好高温抗氧化性能且更为经济的新型铁素体耐热合金35Cr18Al3Si2RE。研究结果表明,大量的铁素体稳定元素Cr、Al、Si的加入,使新合金形成单相铁素体组织;新合金35Cr18Al3Si2RE高温氧化膜主要由Cr2O3、Al2O3、Fe2O3、SiO2等氧化物组成,氧化膜排布十分致密且分布十分均匀;新合金35Cr18Al3Si2RE的氧化增重速率与目前常用的ZG35Cr24Ni7SiN相比有明显降低,表现出了较好的高温抗氧化性能。     

红土镍矿中MgSiO_3在NaOH亚熔盐体系中的浸出反应机理

根据硅镁型红土镍矿中镁硅酸盐存在形式,采用化学沉淀法合成Mg Si O3,通过正交实验考察反应温度、反应时间、液固比和Na OH浓度对Mg Si O3在Na OH亚熔盐体系中的浸出过程的影响,得出优化实验条件为:反应温度为210℃,反应时间为180min,液固比为6:1,Na OH浓度为80%。在优化实验的基础上,采用Raman光谱对反应过程进行在线检测,利用XRD和IR光谱分析反应后的水浸渣结构变化,解析Mg Si O3在Na OH亚熔盐体系中的反应机理。结果表明:在反应过程中,Si O4中的Si—O被破坏,Na OH介入硅酸盐晶格中,其中间产物为Mg2Si O4和Na2Mg Si O4,Mg2+经过碱浸过程可以脱离Si O4阵列,以Mg(OH)2形式从其硅酸盐中得以释放。     

闪速燃烧合成β-Si3N4

利用闪速燃烧合成技术,在0.2 MPa的氮气压力与1550℃的燃烧温度条件下,采用≤88 μm粒度的高纯Si细粉制备了细蜂窝状疏松块体Si3N4.X射线衍射分析表明,这种Si3N4主要为高温型β-Si3N4相,并含有一定量的Si2N2O相.热力学分析表明在0.1 MPa常氮气压下,可以闪速燃烧合成Si3N4;由于体系中有一定的氧分压,产物中有一定量的Si2N2O生成.通过实验和分析,认为闪速燃烧合成技术是燃烧合成Si3N4的理想的工艺技术.     

Ag-Cu-In-Ti钎料钎焊SiO_(2f)/SiO_2复合材料与钼合金的接头组织及机理

设计了3种Ag-Cu-In-Ti钎料,在800℃/10 min工艺下实现了Si O2f/Si O2复合材料与钼合金的连接.室温下测试了接头的抗剪强度,通过扫描电镜、电子探针、能谱仪和X射线衍射仪分析了接头的微观组织和界面产物.结果表明,1号钎料所得接头平均抗剪强度最高,为24.1 MPa,其中Ti元素发挥了活性作用而富集在母材两侧的反应层,与Si O2发生反应为Ti+Si O2→Ti Si2+Ti O,伴随反应为Ti+Cu+O→Cu3Ti3O,并有一部分以Cu3Ti的形式块状分布在钎缝中,提高了接头的强度.1号钎料接头产物依次为Si O2→Cu3Ti3O+Ti O+Ti Si2→Ag(s,s)/Cu3Ti/Cu(s,s)→Cu3Ti+Ti O→Mo.     

太阳能级硅电沉积用冰晶石熔盐的电导率和黏度

以热解碳化硼管作电导池,用固定电导池常数法研究由Na F-Al F3-Si O2构成的二元系和三元系熔盐的电导率;用扭摆法测定Na3Al F6-Si O2二元系的黏度。研究发现,所研究熔盐体系的电导率和黏度均与温度呈直线关系。Na3Al F6-Si O2二元系的电导率与Si O2含量关系曲线可分为0-10%和10%-40%（摩尔分数）两段,当SiO 2含量超过10%之后,电导率随着Si O2含量的增加而快速下降,而当Si O2含量小于10%时,电导率随着Si O2含量的增加而缓慢增加。在Si O2含量大于10%的冰晶石熔盐中添加少量的SiO 2,熔盐的黏度增加,但增加的趋势基本相同,这与熔盐中形成玻璃网状结构的离子团有关。当在冰晶石熔盐中继续增大Si O2含量到50%时,黏度发生急剧变化。     

庙沟菱镁矿选别试验探索研究

多元素分析表明,庙沟菱镁矿中主要有价元素为镁,Mg O的含量为46.35%,主要杂质为Si O2,其含量为1.56%。采用单一反浮选流程对庙沟菱镁矿进行试验探索研究。结果表明:采用单一反浮选一次粗选一次扫选的开路分选流程,可获得高纯优质菱镁矿精矿,其产率为65.74%,Mg O含量为47.28%,Si O2含量为0.067%,Ca O含量为0.42%,Fe2O3含量为0.20%,Al2O3含量为0.016%,P2O5含量为0.0039%,各项杂质的总和为0.7069%。     

Nb-Ti-Si-Cr基超高温合金表面ZrSi_2-NbSi_2复合渗层的组织及其抗高温氧化性能

采用先磁控溅射Zr膜,再Si-Y扩散共渗的方法,在新型Nb-Ti-Si-Cr基超高温合金表面制备了Zr Si2-Nb Si2复合渗层,分析了渗层的显微组织及形成机制,并研究了其在1250℃的恒温氧化行为.结果表明,1150,1250和1350℃下Si-Y共渗4 h所制备的渗层具有相似的显微组织,均主要由Zr Si2外层,(Nb,X)Si2(X=Ti,Cr,Zr和Hf)中间层和(Ti,Nb)5Si4内层组成.恒温氧化实验结果表明,所制备的渗层具有优异的抗高温氧化性能.氧化时渗层表面形成了由Si O2,Ti O2,Zr Si O4和Cr2O3混合组成的致密氧化膜,能够在1250℃空气中保护基体合金至少100 h不被氧化.     

Development of Si3Na/Al composite by pressureless melt infiltration

Pressureless infiltration process to synthesize Si3N4/Al composite was investigated. Al-2%Mg alloy was infiltrated into Si3N4 and Si3N4 containing 10% Al2O3 preforms in the atmosphere of nitrogen. It is possible to infiltrate Al-2%Mg alloy in Si3N4 and Si3N4 containing 10% Al2O3 preforms. The growth of the dense composite of useful thickness was facilitated by the presence of magnesium powder at the interface and by flowing nitrogen. During infiltration Si3N4 reacted with aluminium to form Si and AIN, the growth of composite was found to proceed in two ways, depending on the Al2O3 content in the initial preform. Firstly, preform without Al2O3 content gives rise to AIN, Al3.27Si0.47 and Al type phases after infiltration. Secondly, perform with 10% Al2O3 content gives rise to AIN-Al2O3 solid solution phase （AION）, MgAl2O4, Al and Si type phases. AlON phase was only present in composite, containing 10% Al2O3 in the Si3N4 preforms before infiltration.     

用单摆划痕法研究Al2O3f/Al-9Si合金在不同冲击速度下的磨损行为

为揭示MMCs材料的冲击磨损机理 ,采用单摆划痕法对Al2 O3f/Al 9Si合金耐冲击磨损行为进行了研究 ,结果表明 :(1)在 3m/s冲击速度下 ,随着增强相的体积分数增多 ,Al2 O3f/Al 9Si合金抗冲击磨损性降低。在 4m/s冲击速度下 ,2 0 %Al2 O3f/Al 9Si合金具有最高的抗冲击磨损性 ,而 2 5 %Al2 O3f/Al 9Si合金的抗冲击磨损性最弱。对同一种Al2 O3f/Al 9Si合金材料 ,冲击速度为 4m/s时的耐冲击磨损性优于速度为 3m/s时的的耐冲击磨损性。(2 )在冲击磨损过程中 ,Al2 O3f/Al 9Si合金表面出现严重的犁沟和伴随发生的Al2 O3 短纤维被拉出基体形成空位的现象