添加ZrO2对致密氧化铬砖抗热震性的影响

通过在Cr2O3含量至少为90%(质量分数,下同)的致密氧化铬砖中添加单斜氧化锆以提高其抗热震性.采用风冷的方法(△T=950℃),系统试验了氧化锆的加入粒度和加入量对致密氧化铬砖热震断裂次数的影响.结果表明:添加中值粒径为2 μm的氧化锆能够有效提高致密氧化铬砖的抗热震性,可以将其风冷断裂次数由2次提高到13次;氧化锆的添加量为3%时,致密氧化铬砖的抗热震性最好.分析表明,其增韧机理是微裂纹增韧.     

初始粉末粒度对Al2O3-TiC复合材料的影响

结构陶瓷材料具有高硬度、高强度、耐磨、耐腐蚀及耐高温等优异性能，其作为工程材料近几年取得了高速发展。Al2O3基复合材料是一种广泛应用的结构陶瓷材料，但其低断裂韧性、相对较差的抗热震和抗蠕变性能限制了其应用。为了改善韧性，许多人研究其微观结构、缺陷形成和微裂纹的扩展。建立起了有效的强化增韧方法和工艺，比如相变增韧、纤维强化增韧、弥散和多项增韧等能够显著提高Al2O3基复合材料的强度和韧性。本研究主要探讨了初始粉末粒度对Al2O3-TiC复合材料的影响。     

基于包混和复合添加工艺的多孔碳化硅陶瓷的制备和性能

采用包混工艺合成核-壳结构的硅-树脂先驱体粉体,引入Al2O3-SiO2-Y2O3复合添加剂,通过成型、炭化和烧结工艺制备多孔碳化硅陶瓷。分析多孔碳化硅陶瓷样品的物相、形貌、孔隙率、热导率、热膨胀系数和抗热震性能。结果表明：复合添加能够在较低的温度下制得多孔碳化硅陶瓷;陶瓷样品的晶粒较小,明显增强了多孔碳化硅陶瓷的导热性能;复合添加提高了碳化硅陶瓷的抗热震性能,添加Al2O3-SiO2-Y2O3并且在1650℃下烧结制备的多孔碳化硅陶瓷经过30次热震后的抗弯强度损失率为6.5%;陶瓷样品的孔壁更加光滑,孔分布更均匀;复合添加对多孔碳化硅陶瓷热膨胀系数的影响较小。     

低压铸造陶瓷升液管材料抗热震性研究

对用不同稳定剂制备的两组钛酸铝陶瓷材料进行抗热震性试验,采用扫描电镜及能谱分析探讨钛酸铝陶瓷的组成与抗热震性之间关系。试验结果表明,添加MgO、Y2O3作为稳定剂的钛酸铝陶瓷材料具有良好的抗热震性能,试样经750℃循环60次而无表面破损,可以满足铝合金低压铸造升液管的使用要求。     

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。     

Al_2O_(3(p))/20Cr25Ni20复合材料抗热震性研究

采用挤压铸造方法,制备了Al2O3颗粒增强20Cr25Ni20复合材料,在650℃下对该复合材料进行抗热震性研究,并且在相同实验条件下和高速钢进行了抗热震性能对比。结果表明:在第15次热震时,Al2O3(p)/20Cr25Ni20复合材料的宏观界面上出现了微小裂纹,并且Al2O3颗粒周围出现了薄氧化层,裂纹沿氧化层进行扩展和延伸;高速钢在第2次热震时就出现了宏观大裂纹。这说明Al2O3(p)/20Cr25Ni20复合材料的抗热震性比高速钢的好。     

相含量的变化对氧化锆陶瓷性能的影响

研究了氧化钇含量对氧化锆陶瓷相含量和性能的影响 ,分析了性能变化的原因和传统抗热震理论的不足 ,同时简化了急热急冷条件下抗热震系数的计算。结果显示 :氧化钇含量为 2 5mol,%时 ,15 80℃× 1h常压烧结的氧化钇稳定氧化锆陶瓷的抗热震性最佳 ;氧化钇含量为 3 0mol,%时 ,材料的综合力学性能最佳 ;氧化钇含量为 3 5mol,%时 ,材料的线膨胀系数最大 ;在急热急冷条件下 ,对于相组成不同的同种材料而言 ,材料的抗热震性可简单表述为抗弯强度和线膨胀系数的函数     

Fe-Al/Al2O3复合材料抗热震性研究

采用测硬度和抗压强度的方法，测定了Fe-Al/Al2O3复合材料的抗热震性。结果表明Fe-Al/Al2O3复合材料的临界热震温差在800℃左右，抗压强度可以较好地反映材料的抗热震性。同时对循环热震后Fe-Al/Al2O3复合材料进行了XRD分析，表明该材料在循环热震中存在有序截留、氢脆和氧化现象。最后用热震理论分析了Fe-Al/Al2O3复合材料的抗热震机理。     

超高温陶瓷材料抗热冲击性能及抗氧化性能研究

研究了多种强韧化方法以提高超高温陶瓷材料抗热冲击性能,包括碳化硅晶须增强增韧、石墨软相增韧和氧化锆相变增韧。同时,还研究了碳化硅含量对超高温陶瓷材料的抗氧化性能影响。研究结果表明：碳化硅晶须和氧化锆的添加显著提高了材料的抗热冲击临界温差,而石豢软相的引入对抗冲击临界温差的影响不大,但显著提高了裂纹扩展阻力和强度保持率。高SiC含量超高温陶瓷材料在1800℃以下具有的优异的抗氧化性能,在更高的温度下,高与低的SiC含量对超高温陶瓷材料的抗氧化性能均不利,通过优化材料的组分以降低材料表面温度是提高超高温陶瓷材料的抗氧化性能的一个非常有效的途径。     

Al2O3/(W,Ti)C/SiC陶瓷复合材料的抗热震行为

采用水淬试验研究了Al2O3/(W,Ti)C/SiC陶瓷复合材料的抗热震性能,发现弥散相(W,Ti)C和SiC的添加对提高材料的抗热震性能有利,热震温差可达到340℃.其原因在于(W,Ti)C和SiC的添加均可通过使热膨胀系数和泊松比的降低以及抗弯强度的有效改善提高材料的抗热震性能.此外,采用SEM对热震后试样的微观结构尤其是裂纹形态、晶粒脱落以及高温淬火时伴随发生的氧化现象也进行了观察和分析.     

Synthesis of ZrO2-SiC composite powder and effect of its addition on properties of Al2O3-C refractories

ZrO2-SiC composite powder was synthesized by carbothermal reduction of zircon in argon atmosphere, and it was used as the additive to prepare Al2O3-C refractories. The effects of heating temperature on the synthesis process and the addition of the synthesized composite powder on the properties of the Al2O3-C refractories were investigated. The results show that the synthesized composite powder can be easily obtained by heating the mixture of zircon and carbon black at 1 873 K for 4 h in argon atmosphere, and the relative contents of ZrO2 and SiC in sample reach about 83.7% and 16.3%, respectively. The bulk density, crushing strength and thermal shock resistance of the Al2O3-C refractories can be improved obviously by the addition of the synthesized ZrO2-SiC composite powder.     

氧化镁陶瓷抗热震性能

以氧化镁为原料并添加稀土氧化物、CaO、V_2O_5、ZrO_2和Al_2O_3等烧结助剂,采用不同温度煅烧粉体,造粒、成型和烧结后,制备了致密的氧化镁陶瓷试样.随后,将加热的试样在水中急冷,经过不同次数后,观察样片表面开裂的情况.通过对样片密度、气孔率和硬度的测定,以及对试验材料显微结构的观察,分析了烧结助剂、粉体制备工艺和烧结工艺对氧化镁陶瓷抗热震性能的影响.     

不同涂层对304不锈钢高温防护效果的对比研究

采用溶胶凝胶法在304不锈钢表面上分别制备了SiO2、Al2O3、ZrO2防护涂层。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)对不同氧化物涂层进行了结构和形貌的表征。对比了不同氧化物涂层保护样品的高温抗氧化性、抗热冲击性以及在3.5wt%NaCl溶液中的耐电化学腐蚀性。结果表明Al2O3涂层具有很好的高温抗氧化性和耐电化学腐蚀性,而ZrO2涂层具有良好的抗热冲击性能。     

Al2O3对等离子喷涂热障涂层高温氧化及热震性能的影响

采用等离子喷涂 (PS)在GH5 36高温合金基材上制备了典型的双层热障涂层 (TBCs)和两种分别加入了Al2 O3 陶瓷成分的复合热障涂层。典型的TBCs采用Ni2 2Cr10AlY连接层与 8%Y2 O3 稳定的 (8YPSZ)顶层的双层结构 ;多层涂层分别采用Al2 O3 与Ni2 2Cr10AlY复合的连接层和Al2 O3 与 8YPSZ复合的顶层。3种类型试样的10 0h ,10 0 0℃静态氧化及 10 5 0℃热震试验的结果分析表明 :8YPSZ Al2 O3 的复合氧障层具有最佳的氧化阻力 ;Ni2 2Cr10AlY 8YPSZ双层涂层的热震阻力最佳 ,氧化阻力最差 ;连接层采用Ni2 2Cr10AlY Al2 O3 复合涂层具有热震和静态氧化条件下综合优良的高温热循环性能     

等离子喷涂Al2O3与ZrO2复合热障涂层的高温性能

采用等离子喷涂(PS)方法，在GH536高温合金基材上制备了传统的双层热障涂层(TBCs)和2种含有Al2O3与ZrO2陶瓷复合层的3层热障涂层。传统TBC8结构为Ni22Cr10AlY合金连接层和8％Y2O3部分稳定的ZrO2(8YPSZ)陶瓷顶层；3层TBCs中分别采用置于8YPSZ陶瓷层内层及外层的Al2O3与8YPSZ复合层。3种类型试样的100h。1050℃静态氧化试验及1050℃热震试验结果表明：3层涂层较双层涂层的氧化阻力提高，双层涂层的热震阻力最佳，氧化阻力最差。不同复合层形式试样的热振失效方式和寿命也有差别，复合层置于陶瓷层外层热震寿命略高，但100h氧化增重有明显提高，抗氧化性降低。     

Fe3Al增韧3Y-TZP基复合材料抗热震性能研究

采用压痕-急冷法测试了单相3Y-ZrO2及3Y-ZrO2／Fe3Al复合材料的抗热震性能，并与急冷-强度法的测试结果进行了对比分析。试验结果表明，两种方法之间存在一致性。两种复合材料比基体的抗热震性均有较大幅度的提高。压痕-急冷法与急冷一强度法相比免去了热震后的强度测试，不同温度下热震可以采用同一试样，而后者在不同热震温差下，必须使用新的试样。     

树脂基复合材料用陶瓷涂层防护性能分析

采用等离子喷涂铝粉作为打底材料在碳纤维增强聚酰亚胺复合材料（PMC）基体上制备了Al2O3和ZrO2轻质陶瓷防护涂层，测试了涂层的剪切结合强度、耐热循环性能、抗冲蚀性能、隔热性能。结果表明，等离子喷涂铝粉作打底层的涂层系统，性能优于电弧喷铝或电弧喷锌作打底层的涂层系统。带有Al2O3涂层的试样失重不到基体材料失重的1／3，Al2O3和ZrO2陶瓷涂层都可以为聚酰亚胺复合材料基体提供有效的冲蚀防护。Al2O3和ZrO2陶瓷涂层都可以为聚酰亚胺复合材料基体提供有效的隔热防护，ZrO2涂层隔热性能优于Al2O3涂层。     

CeO_2添加剂对等离子喷涂ZrO_2涂层抗热震性的影响

采用 SEM,EPMA和热震方法 ,研究了 Ce O2 添加剂对等离子喷涂 Zr O2 涂层抗热震性的影响。结果表明 :当 Ce O2 由 0增加到 9.0 % (质量分数 ,下同 )时 ,涂层的抗热震起裂次数和失效次数分别由 32次和 46次增加到 76次和 10 5次 ;继续增加 Ce O2 ,涂层的抗热震性能急剧下降。Zr O2 + 9.0 % Ce O2 涂层在热循环中形成的网状微裂纹 ,不仅可降低涂层中的应力 ,也可提高涂层开裂的临界温差 ,从而可改善其抗热震性能。     

CeO2添加剂对等离子喷涂ZrO2涂层抗热震性的影响

采用SEM,EPMA和热震方法,研究了CeO2添加剂对等离子喷涂ZrO2i涂层抗热震性能的影响。结果表明：当CeO2由0增加到9.0%（质量分数,下同）时,涂层的抗热震起裂次数和失效次数分别由32次和46次增加到76次和105次;继续增加CeO2,涂层的抗热震性能急剧下降。ZrO2 9.0?O2涂层在热循环中形成的网状微裂纹,不仅可降低涂层中的应力,也可提高涂层开裂的临界温差,从而可改善其抗热震性能。     

Al2O3/ZrO2(Y2O3)复合材料断裂过程中的相变及力学性能

用真空烧结方法制备了Al2O3/ZrO2(Y2O3)复合材料,分析了ZrO2(3Y)和ZrO2(2Y)含量对Al2O3基陶瓷抗弯强度、断裂韧性的影响.用XRD定量分析了含摩尔分数2%与3%Y2O3的ZrO2(2Y)与ZrO2(BY)在断裂过程中四方相转变成单斜相的相变量,用以阐明增韧机制.结果表明,在ZrO2含量为15%(体积分数)时,Al2O3/ZrO2(3Y)和Al2O3/ZrO2(2Y)复合材料的抗弯强度、断裂韧性分别达到825MPa,7.8MPa·m1/2和738MPa,6.7MPa·m1/2,两者的性能差异主要来自不同的增韧机制.