纳米AlN粉末的制备与烧结

利用低温燃烧合成前驱物制备出平均粒度为100 nm的AlN陶瓷粉末,比较了该粉末的常压烧结和放电等离子烧结的特性.实验表明:以合成的AlN粉末为原料,添加5%(质量比)Y2O3作为烧结助剂,在常压、流动N2气氛下1600℃保温3 h,制备出平均晶粒尺寸为4～8 μm、密度为3.28 g·cm-3的AlN陶瓷;将同样的粉末不加任何烧结助剂,采用SPS技术在1600℃保温4 min,得到密度为3.26 g·cm-3的AlN陶瓷,晶粒度约为1～2μm.     

Y2O3对SPS烧结纳米AlN粉末的影响

利用低温燃烧法合成出了平均粒度为100 nm的AlN粉末,将合成的粉末采用放电等离子(SPS)技术进行低温强化烧结,研究Y2O3对烧结过程以及烧结试样特性的影响.XRD进行物相分析,SEM观察断口形貌,排水法测烧结试样的密度,激光闪光法测烧结试样的热导率.实验表明采用低温燃烧法合成出的AlN粉末具有非常好的烧结性能,采用SPS烧结技术,40 MPa压力下,在1600℃保温4 min,就能得到非常致密的AlN陶瓷;Y2O3对纳米AlN粉末在SPS低温强化烧结过程仍有促进作用,使试样在更低的温度下烧结致密,并且晶粒更细小,从而热导率也较低;加入Y2O3的烧结试样晶界强度增加,断口中有较多的穿晶断裂形式,而不加入Y2O3的烧结试样主要以沿晶形式断裂.     

二硅化钼抗氧化性的研究进展

MoSi2具有良好的高温抗氧化性，但是低温容易发生“粉化瘟疫”现象。首先介绍了MoSi2及其复合材料低温“粉化瘟疫”的现象和机理，提出了预防“粉化瘟疫”的方法，然后介绍了MoSi2基复合材料的高温抗氧化性能以及抗高低温循环氧化的能力。总结认为低温加速氧化是MoSi2的本质现象，而“粉化瘟疫”不是MoSi2的本质现象。     

稀土掺杂注射成形AlN陶瓷的结构与性能

以自蔓延法合成的AlN粉末为原料,加入5%Y2O3为烧结助剂,选用PW∶PP∶SA=60∶35∶5的粘结剂体系,以注射成形的方法制备了具有高热导率的、形状复杂的AlN陶瓷制品。脱脂采用溶剂脱脂与真空热脱脂相结合的工艺,脱脂后的坯体在高温碳管炉中流动N2气氛下进行烧结。利用XRD进行物相分析,SEM观察断口形貌,排水法测烧结试样的密度,激光闪光法测烧结试样的热导率。结果表明:当烧结温度在1850℃,保温4 h,得到致密度为3.28 g.cm-3,热导率为200 W.m-1.K-1的AlN陶瓷制品。AlN中的晶界第二相主要为Al2Y4O9。     

土壤源热泵在西安地区应用的数值模拟研究

针对西安地区的地质状况及气候特点,建立了管内流体、地埋管挟热器及周围土壤耦合传热模型,模拟了U型管内流体流动和传热、U型管与回填材料及土壤的传热.建立了连续模型和间歇模型,通过模拟分析得出结论:在西安地区应用土壤源热泵系统,热泵系统连续运行时间不能超过一定的时间(夏季为18h,冬季为7h),超出此时间后,由于换热器周围土壤中热量(或冷量)累积,使得换热环境恶化,换热器与周边土壤的换热量不断下降,导致热泵机组在不利工况下运行,长此以往,当U型管出口流体温度上升(下降到)到机组的保护温度时,压缩机将停止运行.与连续运行工况相比,在西安地区采用间歇运行工况时,地下换热器周围土壤可以得到一定程度的恢复,且间歇时间越长,恢复的程度越好.     

固相反应烧结制备负膨胀陶瓷材料ZrW2O8

以WO3和ZrO2粉末为原料,球磨混匀后经190MPa冷等静压成形,在1200℃下固相反应烧结24h制备出负膨胀系数材料ZrW2O8.试验结果表明,采用固相反应烧结的方法能够经济有效地制备出ZrW2O8块体材料.XRD分析试样的物相组成主要为ZrW2O8,SEM观察了试样的断口形貌.万能膨胀仪测出试样在18～718℃之间的平均线膨胀系数为-5.57×10-6K-1,排水法测出试样室温下的密度为4.81g/cm3.     

沉淀前驱物制备AlN陶瓷粉末

以硝酸铝和碳黑为原料,利用化学沉淀法制备出混合均匀的Al2O3 C前驱物,并以该前驱物为原料采用碳热还原法制备了AlN粉末.研究了氮化反应温度、pH值、表面活性剂、溶液浓度、氮气流量和碳铝比等工艺参数对氮化反应的影响,得出的最佳工艺参数分别为:以0.4 mol/L的硝酸铝溶液和比表面积为156 m2/g的碳黑为原料,控制原料中碳铝比为3:1,添加适量的硬脂酸(SA)和聚乙二醇(PEG)作为表面活性剂,控制沉淀过程中pH=9,通过共沉淀工艺得到分散性好、团聚程度小的前驱物,并将此前驱物在常压和氮气流量为5 L/min的条件下于1 550℃煅烧4 h,最后将反应产物在650℃的空气中除碳4 h,制备出氮含量为33.20%,氧含量为0.98%,比表面积为4.26 m2/g的AlN粉末.     

Kanthal MoSi2 发热元件的组织结构和性能

采用XRD、SEM和EDS等分析了KanthalMoSi2发热元件的微观组织结构和性能。结果表明:其主要组成为MoSi2、铝硅酸盐玻璃相和Mo5Si3;断裂以沿晶断裂为主,并具有一定的解理特征;基体晶粒大小约为9μm,在基体晶粒之间分布着大小不等、呈岛状的黑色物相。MoSi2发热元件表面有一层20μm厚,以SiO2为主,包含少量Al、Ca、Mg、Fe、Na和K的氧化物的玻璃保护膜,保护膜比较均匀平整,和基体之间界面清晰,二者结合紧密,因此具有比较高的物理和力学性能。     

AlN粉末注射成形喂料的流变性能研究

以自蔓延法合成的AlN粉末为原料,加入5% Y2O3(质量分数,下同)为烧结助剂,选用石蜡(PW)、聚丙烯(PP)和硬脂酸(SA)粘结剂体系制成注射成形喂料,使用毛细管流变仪测定喂料的流变参数,通过线性回归分析,计算出非牛顿指数和粘流活化能.结果表明:喂料的粘度随着温度的升高以及剪切速率的增大而减小,具有较好的充模性,呈假塑性流体.在三种组分的喂料中,聚丙烯(35%)、石蜡(60%)和硬脂酸(5%)粘结剂体系与AlN粉末形成的喂料的综合流变性能最好,在160℃和526.02s-1剪切速率条件下,其粘度η,非牛顿指数n和粘流活化能E分别为277.93 Pa·s,0.5074和24.94kJ·mol-1.