SPS反应烧结HfB2复合材料的制备和性能

针对HfB2陶瓷材料难烧结和韧性差等问题,选择ZrC粉、Si粉和C粉为烧结助剂,借助ZrC-Si-C间的原位反应生成ZrSi2和SiC,促进HfB2陶瓷的烧结,并提高HfB2陶瓷的综合力学性能。结果表明,HfB2与烧结助剂的混合粉体经放电等离子烧结(SPS)在1600℃保温10 min和40 MPa的压力条件下制备出相对密度为96.6 1%的HfB2-ZrSi2-SiC复合材料,所制样品的硬度、抗弯强度和断裂韧性均随着烧结助剂ZrC-Si-C含量的增加呈现先上升后降低的趋势。当ZrC-Si-C添加量为10%时所制备样品的综合力学性能最好,其硬度值为26.80±1.2 GPa、抗弯强度为504±40 MPa、断裂韧性值为4.66±0.21 MPa·m1/2。     

原料粒度对煤矸石烧结砖结构和性能的影响

将煤矸石粉碎至三种不同的粒度,经过陈腐、压制成型、干燥、烧成后制得煤矸石烧结砖。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜研究烧结砖的物相组成和显微结构,并对其抗压强度和吸水率等性能进行了研究。结果显示,煤矸石原料的粒度和烧结保温时间对烧结砖的吸水率和抗压强度有较大影响。利用粒度小于0.15mm的煤矸石原料制备的烧结砖综合性能较好,1100℃烧结3h时,吸水率为17.63%,抗压强度达到22.47MPa,符合普通烧结砖的有关国家标准要求。     

我国煤系高岭岩资源特征及加工利用现状

简要介绍了我国煤系高岭岩资源的地质特征和主要的加工技术，指出了存在的一些问题，并提出了相应的解决方案。     

3Y-ZrO2/Al2O3复合粉体制备工艺研究

以Al(NO3)3·9H2O和ZrOCl2·8H2O为主要原料,采用醇-水溶液加热结合共沉淀法制备出前驱体。利用DTA-TG和X射线衍射(XRD)分析研究了前驱体的煅烧过程。结果显示,275℃时前驱体已完全分解为非晶态氧化物,800℃时t-ZrO2开始结晶,至1150℃时出现α-A12O3晶体,获得3Y-ZrO2/A12O3复合粉体。该复合粉体在1400℃下常压烧结,可得到相对密度达90.4%的ZTA陶瓷。     

影响煤系高岭土表面改性效果的研究

通过分析改性煤系高岭土在橡胶中的补强作用及机理，研究了原料粒度、煅烧和改性剂配方对煤系高岭土表面改性效果的影响。高岭土粒度越小，与橡胶基体形成的界面层面积越大，补强效果越好。在同样的表面改性处理条件下，未煅烧煤系高岭土比煅烧高岭土的改性效果好，对橡胶的补强作用强。偶联剂类型和用量是影响表面改性的重要因素。     

煤系不同类型高岭岩中高岭石结晶度的区别

根据X射线衍射曲线特征及亨克利结晶度指数（Hi),将华北石炭－二叠纪煤系高岭岩中高岭石结晶度划分为4级：高度有序（Hi≥1．3）;有序（1．3＞Hi≥1．1）;较无序（1．1＞Hi≥0．8）;无序（Hi＜8）,与风化煤共生的软质高岭土中高岭石结晶度最高,为高度有序类型;煤层夹矸稳晶高岭岩和火山灰蚀变晶粒高岭岩中岭石的有序度中等,为有序至较无序类型;由陆源搬运沉积作用形成的鲕粒和球粒高岭岩、隐晶岭岩、碎屑和团块状高岭岩、砂质高岭岩中高岭石的结晶度较低,为较无序至无序类型。     

沉淀包裹法制备Cu/α-Al2O3纳米复合粉体

以纳米Al2O3、CuSO4·5H2O和纳米铝粉为原料,采用非匀相沉淀工艺获得了纳米铜包裹α-Al2O3复合粉体;研究了反应温度和pH值对复合粉体成分及性能的影响;利用XRD、XPS、TG/DSC、Zeta电位和TEM等方法对复合粉体的成分、热学特性以及形貌特征进行了表征.结果表明采用反应温度为40℃、保温4 h的工艺条件,可以获得纳米铜颗粒包裹Al2O3纳米复合粉体,铜颗粒呈球形,尺寸为10 nm左右.     

纳米铝粉及微米铝粉的氧化特性研究

利用DSC/TG、XRD、SEM对纳米铝粉和普通微米级铝粉在空气下进行了热反应特性分析。着重对两种铝粉在空气环境和不同温度下的氧化特性进行了分析对比。结果表明,纳米铝粉表现出与微米铝粉不同的反应活性和氧化特性,纳米铝粉在550℃以下未见明显氧化现象;微米铝粉在950℃以下不会出现明显氧化。XRD和SEM分析表明,在1 050℃空气中煅烧30 min后,纳米铝粉体表面氧化明显,生成的-αAl2O3颗粒呈球形,尺寸在100 nm左右,粒径均匀。     

烧结方法对MgB2超导体结构和性能的影响

以Mg粉和B粉为主要原料,采用两种烧结方法制备出MgB2超导体.利用x射线衍射仪、扫描电子显微镜、阿基米德法和标准的直流四引线法等,分别研究了样品的物相组成、显微结构、密度和临界电流密度等.研究发现,MgB2块材的密度随Mg粉粒度的增加而降低.与常规烧结相比,快速烧结时MgB2块材的密度较低且含有更多的非超导相,如Mg和MgBx(x=4,6或12).快速烧结MgB2线材的临界电流密度低于常规烧结线材的.结果表明,快速烧结不利于获得高性能的MgB2超导体.     

SiC掺杂对MgB2/Fe超导线材临界电流密度和显微结构的影响

利用原位粉末套管法制备出SiC微粉掺杂的MgB2-x(SiC)x2／Fe(z=0．00、0．05、0．10、0．20)超导线材。在750℃,流通高纯氩气的条件下热处理1h后,大部分SiC没有参与取代B位的反应。随着x的增大,线材中非超导相SiC和Mg的含量增加,MgB2的平均晶粒尺寸变小,从而使可作为磁通钉扎中心的晶界的面积相应增加。在外加磁场中,MgB2超导线材的临界电流密度(Jc)随x增大逐步升高,至x=0．10时Jc性能最好,其在6K,5T时的Jc达到了8480A／cm^2,比未掺杂线材的Jc高出约70％。但是,当x=0．20时,Jc却有所下降。Jc的这种变化规律与SiC掺杂引起的MgB2晶粒变小,以及非超导相物质含量之间的相互平衡有关,其中MgB2晶粒变小是Jc提高的主要原因。