Ti3SiC2/Al2O3复合材料的SPS烧结及其性能研究

利用放电等离子烧结(SPS)方法成功制备了Ti3SiC2/Al2O3复合材料,用XRD及SEM对其组成和结构进行了表征.另外系统研究了Ti3SiC2/Al2O3复合材料的弹性模量及673 K时的热传导性能.结果表明复合材料弹性模量高于理论上限模量,随着Ti3SiC2含量的增加复合材料弹性模量减小,且Ti3SiC2的加入使复合材料的热导率较Al2O3有一定的提高,673 K时复合材料热导率符合"海岛-网络"模型.     

SPS技术原位制备Ti3SiC2相增强陶瓷材料

Ti3SiC2具有优良的性能，作为复合材料增强相可以进一步提高材料性能。提出制备Ti3SiC2增强复合材料的一种新思路，即利用放电等离子体烧结（Spark Plasma Sintering，简称SPS）原位反应烧结制备Ti3SiC2增强纳米复合材料。利用SPS技术已经成功制备了Ti5Si3／TiC／Ti3SiC2，TiSi2／SiC／Ti3SiC2，SiC／Ti3SiC2等纳米复合材料，并且考察了材料的显微结构和力学性能。     

攀枝花钛精矿制取高品位氯化渣探讨

采用SPS烧结方法，通过测定密度、气孔率、硬度、抗弯强度以及组织观察，系统地研究了Al2O3对Ti3SiC2／Al2O3复合材料性能的影响。结果表明，在Ti3SiC2中添加适量Al2O3可以在强度及断裂韧性略有增加的前提下，大幅度提高材料的硬度，维氏硬度最高可达10．28GPa。当Al2O3含量过高时，材料强度、断裂韧性的下降是由于Al2O3的团聚所致。     

添加Al_2O_3对Ti_3SiC_2复合材料性能的影响

采用反应热压烧结法制备Ti3SiC2-Al2O3复合材料,研究热压温度和Al2O3含量对Ti3SiC2-Al2O3复合材料相组成、力学性能及抗氧化性能的影响。结果表明:采用反应热压烧结,可以在1450℃烧结得到致密度高、性能良好的Ti3SiC2-Al2O3复合材料。添加Al2O3可以起到第二相增强的作用,从而提高材料的强度。随着添加量的增加,复合材料的力学性能先提高后降低,当Al2O3添加量为20%(质量分数)时断裂韧性达最大值(7.10 MPa-m1/2),当Al2O3添加量为30%时抗弯强度达最大值(512 MPa)。Al2O3在高温下与TiO2反应生成具有耐高温和高抗热震性能的Al2Ti O5,可以有效提高Ti3SiC2基复合材料高温抗氧化性能。     

Ti3SiC2／Y-3TZP陶瓷复合材料可加工性能研究

以Ti3SiC2（10％～50％，体积分数，下同）和3Y-TZP粉为原料，采用等离子体放电烧结（SPS）方法，在外加应力50MPa，烧结温度1300℃条件下，制备了Ti3SiC2／3Y-TZP陶瓷复合材料。研究了Ti3SiC2含量对复合材料的力学性能和可加工性能的影响。实验结果表明，当Ti3SiC2含量大于30％时，复合材料表现出了良好的可加工性能。分析认为，Ti3SiC2材料的微观结构特征和多重能量吸收机制起到了重要作用。     

Al_2O_3/Ni(Ti)复合材料的热震稳定性

采用压痕技术在被测试样品的表面引入压痕及微裂纹,以控制热震微裂纹的扩展取向,在较宽温度范围内（300～1100℃）,对Al2O3和Al2O3／Ni（Ti）复合材料的热震稳定性进行了研究。结果表明,Al2O3／Ni（Ti）复合材料的热震稳定性明显高于单相Al2O3陶瓷,这归因于复合材料与单相陶瓷在物理性能及力学性能上的差异。     

原位生成Al2O3、TiB2和Al3Ti/Al复合材料的热循环行为

本文研究了Al-TiO2-B系原位生成Al2O3、TiB2和Al3Ti/Al颗粒增强铝基复合材料的热循环行为，研究结果表明了纯铝及B／TiO2摩尔比分别为0、1和2的颗粒增强铝基复合材料的热循环行为具有以下结果，纯铝和复合材料热循环后均产生了残余应变和滞后环；Al-TiO2-B系列复合材料热循环应变的各项指标均比纯铝基体大大降低，且具有较小的内耗功和较好的热稳定性，可以预测其具有较高的热疲劳寿命，热循环曲线能很好的评估复合材料在温度循环变化的环境中工作时的热稳定性和热疲劳。     

Si掺杂放电等离子合成Ti2AIC／Ti3AIC2材料及理论分析

以Ti粉、Al粉、活性炭和Si粉为原料，采用放电等离子工艺分别以摩尔比为2．0Ti/1.1Al／1．0C、2．OTi/l．0Al／0．1Si/1.0C、2．0Til1.0Al／0．2Si／1．0C、2．0Ti／0、9Al／0．2Si／1．0（2和2．0Ti／1．0Al／0．3Si／1．0C，在1200℃合成了Ti2AlC／Ti3AlC2块体材料。通过合成试样的X射线衍射谱，确定了放电等离子合成试样的物相组成，并用扫描电镜结合能谱仪观察了合成试样的显微结构和微区成分。结果表明：以2．0Ti／1．1Al／1．0C为原料放电等离子合成了层状结构明显的Ti2AlC材料；掺Si后所有试样都由Ti2AlC、Ti3AlC2和Ti3SiC23种物相组成；当掺Si量逐渐增大，即Al与Si的量比减小时，试样中Ti3AlC2和Ti3SiC2的含量增加，而Ti2AlC的含量降低，同时颗粒得到细化。应用量子化学计算结果解释了掺Si后不利于Ti2AlC的生成，而有利于Ti3AlC2的生成机理，说明了掺Si后固溶体的产生过程。     

多种氧化物原位反应制备的Al2O3/Al复合材料

提出了多种氧化物与Al原位反应制备陶瓷颗粒增强铝基复合材料的新方法，并通过3种反应体系CuO／Al，(CuO SiO2)／Al，(CuO SiO2 TiO2)／Al制备了3种铝基复合材料。对原位反应过程进行了热力学分析。对复合材料的显微组织、硬度和力学性能进行了分析和研究。结果表明，多种氧化物与Al的原位反应能发生并自动进行下去，其反应状况良好。(CuO SiO2)／Al，(CuO SiO2 TiO2)／Al原位反应所获得的增强相颗粒分别是Al2O3和Al2O3 Al3Ti，增强相颗粒在复合材料中均匀分布，并且其所制得的复合材料的硬度与力学性能明显好于单一氧化物CuO所制得的复合材料。     

Al2O3/Cu复合材料的导热性能研究

利用高能球磨及粉末冶金法制备了Al2O3/Cu复合材料,采用双试样叠加激光脉冲法测试室温条件下的导热性能.研究发现,随着Al2O3体积分数的增加,热导率逐渐下降,特别是当Al2O3体积分数大于10％以后热导率急剧下降,这说明热导率受Al2O3含量影响很大.要获得良好导热性能的Al2O3/Cu复合材料,应该严格控制Al2O3颗粒的体积分数不高于10％,尽量提高致密度,减少烧结体内的位错、空隙等缺陷.     

ACTIVITY OF La_2O_3 IN LIQUID La_2O_3-Al_2O_3-CaF_2 SLAGS

实验测得La_2O_3-Al_2O_3-CaF_2三元渣系不同组成时La_2O_3的活度,并作出等活度图;同时确定该渣系在1600℃下的熔化区域。活度测定所依据的反应为 (La_2O_3)+3C2[La]Sn+3CO↑ 由实验结果得知:当La_2O_3浓度不变时,La_2O_3活度随CaF_2浓度的增加或Al_2O_3浓度的减少而增加;当CaF_2或Al_2O_3浓度不变时,La_2O_3活度都随La_2O_3浓度的增加而增加。     

ACTIVITY OF La_2O_3 IN LIQUID La_2O_3-CaF_2 AND La_2O_3-CaF_2-CaO-SiO_2 SLAGS

用石墨为还原剂,将渣中La_2O_3还原入液态Sn,以测定1500℃下La_2O_3-CaF_2和La_2O_3-CaF_2-CaO-SiO_2渣中La_2O_3的活度.对La_2O_3-CaF_2系,并用Gibbs-Duhem积分法求得CaF_2的活度. 根据液态渣的离子结构模型,对上述二渣系中La_2O_3的活度数据进行了简单的讨论.     

ZnO-Al2O3-B2O3-SiO2系微晶玻璃的研究

研究了能与可伐合金匹配封接的ZnO-Al2O3-B2O3-SiO2系微晶玻璃,其膨胀系数为5.2×10-6/℃,采用该微晶玻璃的封接器件绝缘电阻可达1×1013Q·cm.通过对该微晶玻璃的差热曲线分析,确定了其热处理制度;用X射线衍射仪和扫描电镜研究了该系统的主晶相,其主晶相为ZnAl2 O4、ZnB2O4和少量的NaSiAl2O4晶体.通过控制碱金属离子进入晶格,可明显提高微晶玻璃的绝缘电阻.     

Thermodynamics and phase diagrams in the binary systems Na2O-SiO2, Na2O-GeO2, Na2O-B2O3, Li2O-B2O3, CaO-B2O3, SrO-B2O3, and BaO-B2O3

We applied our model to the enthalpy of mixing data of the binary systems Na₂O-SiO₂, Na₂O-GeO₂, Na₂O-B₂O₃, Li₂O-B₂O₃, CaO-B₂O₃, SrO-B₂O₃, and BaO-B₂O₃. The most stable composition in the liquid, that is where the enthalpy of mixing is most negative, is with a metal-oxygen ratio of 4 to 3, for monovalent metals (Na and Li) and 3 to 4 for divalent metals (Ba and Ca) in liquid silicates or borates. The same applies to the CaO-SiO₂, CaO-Al₂O₃, PbO-B₂O₃, PbO-SiO₂, ZnO-B₂O₃, and ZnO-SiO₂ systems. The oxygen to metal ratio, its constant value in various types of systems, reflects and describes the structure of the liquid. Using the analyzed enthalpies of mixing data and the available phase diagrams, we calculated the enthalpies of formation of the various binary compounds. The results are in excellent agreement with data in the literature that were obtained from direct solid-solid calorimetry.     

SiO2-Al2O3-CaO-Fe2O3系微晶玻璃的晶化过程

利用差热分析（ＤＴＡ）、红外吸收光谱（ＩＲ）、Ｘ射线衍射（ＸＲＤ）和扫描电镜（ＳＥＭ）等手段研究了ＳｉＯ２－Ａｌ２Ｏ３－ＣａＯ－Ｆｅ２Ｏ３系微晶玻璃晶化过程及其结晶化过程及其结晶动力学。结果表明：ＳｉＯ２－Ａｌ２Ｏ３－ＣａＯ－Ｆｅ２Ｏ３系微晶玻璃晶化过程中,初晶相是钙铁透辉石,钙铝黄长石是中间过渡相且随晶化温度的提高而消失,最终晶相只有钙铁透辉石;晶体生长指数为２．９,属三维生长。玻璃网络中主要有     

Gd2 O3 -Yb2 O3 -Y2 O3 -ZrO2 热障涂层材料的热物理性能

目的通过多元稀土氧化物掺杂改性YSZ,提高传统热障涂层的性能。方法使用化学共沉淀法制备不同掺杂量的Gd2O3-Yb2O3-Y2O3-Zr O2(GYYZO)材料,并分别使用冷等静压-烧结和等离子喷涂工艺制备块材和涂层。通过测试块材的热导率和热膨胀系数,分析评价材料的热物理性能。对高温退火处理后的涂层进行X射线衍射分析,评价不同成分涂层的高温相稳定性。结果氧化锆基材料的热导率和热膨胀系数随总掺杂量升高而降低。氧化锆中稀土氧化物总掺杂量为5.5%~9.84%(摩尔分数)时,在1000℃下的热导率为1.25~1.56 W/(m·K),相对8YSZ材料下降了22%~37.5%;在200~1300℃的热膨胀系数为(10~11.1)×10-6/K,与传统8YSZ材料相当。在1400℃长时间退火处理后,低掺杂量GYYZO涂层中的单斜相含量明显低于8YSZ涂层。结论多元稀土氧化物掺杂改性氧化锆材料具有良好的高温相稳定性、低热导率和适当的热膨胀系数,可以作为高性能热障涂层的备选材料。     

SmCl3—PbCl2和SmCl3—PbCl2—CaCl2系相图的研究

利用DTA和X射线衍射技术研究了SmCl_3-PbCl_2二元系和SmCl_3-PbCl_2-CaCl_2三元系相图。发现SmCl_3-PbCl_2系有一个异份熔化化合物3SmCl_3 PbCl_2,体系转熔点p为465℃,42.0mol-%SmCl_3,低共熔点e是452℃,33.0mol-%SmCl_3,SmCl_3-PbCl_2-CaCl_2三元系有对应SmCl_3,PbCl_2,CaCl_2,和3SmCl_3·PbCl_2四个液相面,五条二次结晶线,一个三元低共熔点E[396℃,29.5mol-%SmCl_3,58.0mol-%PbCl_2],一个三元转熔点P[417℃,36.0mol-%SmCl_3,50.0mol-%PbCl_2),对应的两个四相平衡反应为: L=PbCl_2+CaCl_2+3SmCl_3·PbCl_2 L+SmCl_3=3SmCl_3·PbCl_2+CaCl_2     

Comparison of hydrogen-storage properties of Mg-14Ni-3Fe2O3-3Ti and Mg-14Ni-2Fe2O3-2Ti-2Fe

Magnesium with oxides or transition elements prepared by mechanical grinding under H2 (reactive mechanical grinding) showed relatively high hydriding and dehydriding rates when the content of additives was about 20 wt%. Ni, Fe₂O₃, and Fe were chosen as the oxides or transition elements to be added. Ti was also selected since it was considered to increase the hydriding and dehydriding rates by forming Ti hydride. Samples Mg-14Ni-3Fe₂O₃-3Ti (Sample A) and Mg-14Ni-2Fe₂O₃-2Ti-2Fe (Sample B) were prepared by reactive mechanical grinding, and their hydrogen storage properties were compared. The activated Sample A had a little smaller hydriding rate than the activated Sample B, but a higher dehydriding rate than the activated Sample B. Sample A exhibits quite a larger dehydriding rate and quantity of hydrogen desorbed for 60 min than any other Mg-xNi-yFe₂O₃-zM (M=transition metals) samples. An addition of a relatively larger amount of Ti is considered to lead to quite a high hydriding rate and a high dehydriding rate of Sample A.     

DETERMINATION OF THE ACTIVITY OF RE_2O_3 IN LIQUID RE_2O_3-CaF_2 AND RE_2O_3-CaO-CaF_2 SLAGS

以石墨为还原剂,将渣中稀土氧化物还原入液态Sn,测定1600℃下RE_2O_3-CaF_2和RE_2O_3-CaO-CaF_2渣中RE_2O_3的活度。实验在石墨坩埚中于1个大气压的CO气氛下进行,其反应方程式如下: (RE_2O_3)+3C?2[RE]_(Sn)+3CO↑ 将纯固态RE_2O_3和纯液态的RE作为标准状态。 所得实验结果如下: 1.在RE_2O_3-CaF_2渣系中RE_2O_3的活度随RE_2O_3浓度的增加而增加。 2.在RE_2O_3-CaO-CaF_2渣系中RE_2O_3的活度随RE_2O_3和CaO浓度的增加而增加。     

NaF·AlF3-Al2O3-CaF2-ZrO2熔盐体系的电导率

采用改进的固定电导池常数法研究 NaF-AlF3-CaF2-Al2O3-ZrO2熔盐体系的电导率。结果表明, NaF-AlF3-3%Al2O3-3%CaF2-ZrO2熔盐体系的电导率随着ZrO2含量（0~5%）的增加呈降低趋势。每增加1%氧化锆,电导率相应地降低约0.02 S/cm。温度每增加1°C时电导率相应降低约0.004 S/cm。随着NaF与AlF3摩尔比的增加,体系的电导率随之增加。最后采用二次回归正交设计方法,建立分子比相同时电解质的电导率与温度和氧化锆浓度关系的回归方程。