Al2O3和ZrO2基耐磨复合材料

采用热压和微电弧氧化工艺制得了含ZrO2的氧化铝基耐磨复合材料。     

ZrO_2-CaO-BN复合材料的研制

对目前使用的浸入式水口进行了分析。分析了ＺｒＯ２ＣａＯＢＮ 复合材料的热力学可行性。用热压烧结合成该复合材料。用ＸＲＤ 对其作了相分析,结果与热力学分析一致。     

碳热还原锆英石合成ZrO2-SiC复合材料

以锆英石(粒度≤44μm)和炭黑(粒度≤30μm)为原料,按m(锆英石)∶m(炭黑)=100∶20的比例配料,于球磨罐中混匀后,以100MPa的压力压制成20mm×5mm的试样,在120℃下干燥12h后置于Ar气流量为1.5L·min-1的气氛炉内,分别在1450℃、1500℃、1550℃、1600℃和1650℃煅烧4h,自然冷却至室温后,通过化学分析测定SiC含量并计算SiO2的转化率,采用XRD分析试样的相组成,采用SEM观察试样的显微结构,并对碳热还原反应过程进行热力学分析。研究结果表明:1)以锆英石和炭黑为原料,利用碳热还原反应在Ar气氛下可以合成出ZrO2-SiC复合材料;2)通过控制煅烧温度或炉内CO气体分压,可以获得不同组成的复合材料;3)在本试验条件下,合成ZrO2-SiC复合材料的适宜温度为1600℃。     

Al-Zn复合Al2O3-C材料抗氧化性研究

以板状刚玉、α-Al<,2>O<,3>微粉、鳞片石墨、Al粉、Zn粉为原料,酚醛树脂为结合剂,固定Al粉加入量(w)为4.0%,制备了AJ-Zn复合Al<,2>O<,3>-C质试样,研究了Zn粉加入量(其质量分数分别为0.5%、1.0%、1.5%、2.0%)对材料1 000和1 500℃下抗氧化性的影响.结果表明:加入Zn可明显改善材料的抗氧化性,当Zn粉加入量从0增至2.0%(w)时,1 000和1 500℃氧化后的氧化层厚度分别从8.5 mm减至3.5～1.4 mm,从6.0mm减至4.1～2.4 mln.材料抗氧化性提高的原因在于:Al、Al<,4>C<,3>和AlN以及Zn在氧化条件下生成的氧化产物相互反应,生成了锌铝尖晶石,形成致密的氧化保护层,阻止了氧气的进入.     

ZrO2—Y2O3ZrO2—MgO赝二元系相平衡的研究

用双亚点阵模型处理了ZrO_2-Y_2O_3、ZrO_2-MgO系统中的体心立方ZrO_2基固溶体相。用正态分布函数和样条函数相结合的方法,由部分相图数据优化了上述赝二元系中各相的相互作用参数,并用优化的相互作用参数及本工作估计的各氧化物的点阵稳定性参数计算了上述赝二元系相图。此外,还用DTA和X射线衍射方法测定了赝二元系在1300℃以下的固态相关系。计算结果与实验结果符合。     

ZrO2复相陶瓷材料的研究

综合近几年来ZrO2复相陶瓷材料的研究情况,发现对ZrO2结构陶瓷的研究主要集中在力学性能的改善方面,本文总结了ZrO2复相陶瓷的研究情况和进展,作为后面对ZrO2复相陶瓷研究的基础和参考。     

ZrO2/SiO2催化剂的制备及其氧化脱硫性能研究

以己内酰胺-八水氧氯化锆低共熔溶剂为添加组分,采用溶胶-凝胶法合成含锆的硅胶,再经过高温煅烧得到n-ZrO₂/SiO₂ （n=2%,4%,6%） 负载型催化剂。并用红外光谱（FT-IR）、X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、N₂吸附-脱附、X射线光电子能谱（XPS）对其进行结构表征,确定ZrO₂成功负载到SiO₂上。以ZrO₂/SiO₂为催化剂和吸附剂,H₂O₂为氧化剂组成催化氧化脱硫体系,并应用于模拟油脱硫。分别考察了氧化锆负载量、反应温度、氧硫比、催化剂加入量及不同类型的硫化物对脱硫效果的影响。实验结果表明,在反应温度为70℃、n（H₂O₂）/n（S）=4（摩尔比）、4%-ZrO₂/SiO₂的加入量为0.2 g的最佳反应条件下,氧化脱硫体系对二苯并噻吩（DBT）、4,6-二甲基二苯并噻吩（4,6-DMDBT）和苯并噻吩（BT）的脱除率分别为98.7%、93%和65.9%。且4%-ZrO₂/SiO₂回收利用5次后,DBT脱除率仍可达到91.8%。     

Ti3SiC2/SiC复合材料的抗高温氧化性研究

采用反应热压烧结法制备Ti3 SiC2/SiC复合材料,针对不同SiC含量的Ti3 SiC2/SiC复合材料在1100 ～ 1500℃下恒温氧化20h的氧化行为进行了研究.结果表明:(1)适量SiC的引入能有效的提高Ti3 SiC2/SiC复合材料的抗高温氧化性能;(2)复合材料的氧化膜分内外两层,外层成分为TiO2,逐渐向内层过渡为TiO2和SiO2的混合物.     

Al_2O_3和ZrO_2基耐磨复合材料

采用热压和微电弧氧化工艺制得了含ZrO2 的氧化铝基耐磨复合材料     

O’-Sialon-ZrO2-SiC复合材料的抗氧化性能研究

研究了O’ Sialon ZrO2 SiC复合材料的氧化过程。结果表明 ,材料的氧化过程呈保护型氧化 ,材料最终的氧化产物为α 方石英、ZrSiO4 、ZrO2 ,且其氧化动力学过程符合氧化前期、中期、后期三段模型     

Enhanced oxidation resistance of ZrB2/SiC composite through in situ reaction of gadolinium oxide in patterned surface cavities

Micro-cavities on the surface of dense ZrB₂/20 vol.% SiC composites, machined by ultra-fast laser ablation, were filled with Gd₂O₃ nanopowder and oxidized in static air at 1600 °C. Optimized rectangular pattern of cavities, 10 μm diameter and deep, 20 μm apart conferred improved oxidation resistance compared to the untreated ZrB₂/20 vol.% SiC due to the formation of glasses of higher viscosity with lower oxygen diffusivities. Reduction of the oxidized depth was revealed by a significant decrease of 10 μm (60%) in the extent of the protective layer. The filled-cavity strategy leads to better protection against oxygen diffusivity into the composite without altering the bulk properties.     

添加ZrO2的高铝瓷的抗热震性研究

研究了添加ZrO2对高铝瓷抗热震性的影响。发现添加14％（质量分数）ZrO2的高铝瓷的抗热震性比纯高铝瓷的高，原因是所加入的ZrO2在冷却中发生相变，从而提高了材料的抗热震性。     

ZrB_2-刚玉莫来石复合材料氧化动力学的研究

推导了复合材料的氧化动力学模型,并用实验数据予以验证。找出了刚玉莫来石对ZrB2材料抗氧化性的影响规律,并对材料的氧化表面及氧化断口的显微结构进行了分析。     

硅灰石对ZrO_2-CaO-SiO_2体系抗钢水侵蚀性的影响

以锆酸钙、α-Al2O3微粉和硅灰石为原料制备ZrO2-CaO-SiO2体系的浸入式水口材料,通过改变硅灰石的含量(其质量分数分别为0、2%、4%、6%和8%),利用静态坩埚法研究了该体系材料的抗钢水侵蚀性能。结果表明:ZrO2-CaO-SiO2体系浸入式水口材料对钢水的抗侵蚀能力较强,且硅灰石含量对其抗侵蚀能力的影响不大;但其抗钢水渗透能力随硅灰石含量的增大而逐渐增强,当硅灰石质量分数为6%时,材料的抗钢水渗透能力最强。     

Optimized mechanical properties and oxidation resistance of low carbon Al2O3-C refractories through Ti3AlC2 addition

The mechanical properties and oxidation resistance of the Al₂O₃-C refractories are of critical importance for iron and steel making processes. However, the evaporation of antioxidants related phases such as Al(g), Si(g), and SiO(g) would deteriorate these properties, especially during high-temperature treatment/application. Therefore, in the present work, a small amount of Ti₃AlC₂ compared with Al was introduced to overcome these problems. The phase compositions, microstructures, mechanical properties, and oxidation resistance of Ti₃AlC₂ containing refractories were investigated. The partial oxidation of Ti₃AlC₂ led to inherited lamellar structures such as Ti₃Al_1-xC₂, TiC, and granular Al₂TiO₅ phases. The controlled oxidation of Ti₃AlC₂ and its volume expansion contributed to the compact-structure, thereby limiting the escape of Si and SiO vapors at high temperatures. Consequently, the mechanical properties and oxidation resistance of Ti₃AlC₂ containing Al₂O₃-C refractories treated at 1600 ℃ were improved.     

ZrO2微粒与基质金属及溶液间相互作用的研究

介绍了Ni-ZrO2复合镀工艺配方。通过镀液中ZrO2微粒的Zeta电位分析以及ZrO2微粒质量浓度对镀液pH的影响研究,探讨了微粒与镀液间的相互作用。分别通过纯镍镀层和Ni-ZrO2复合镀层的X-射线衍射实验及SEM形貌分析,研究了微粒与基质金属间的相互作用。结果表明,镀液中的pH随着ZrO2质量浓度的增加而增大;ZrO2微粒因吸附镀液中的H^＋而带正电,有益于其阴极扩散,从而增加镀层中粉体的含量;ZrO2微粒与基质金属间不是简单的机械混合,而是存在相互作用。而且,它的存在改变了基质金属镍的择优取向,也细化了金属镍的晶粒。     

Effect of boron addition on microstructure,mechanical properties and oxidation resistance of TaC ceramics

TaC ceramics with 0.03–0.60?wt% of boron additions were prepared by hot pressing at 2100?°C for 1?h under a pressure of 40?MPa. Effects of boron content on densification, phase composition, microstructure, mechanical properties and oxidation resistance of the TaC ceramics were investigated. When the boron content was 0.12?wt% and above, full density was obtained due to reactions between boron and oxygen impurity at presence of TaC. Minor phases of TaB₂ and C were formed in the 0.24 and 0.60?wt% B compositions after gas-out of the oxygen impurity. Microstructure of the TaC ceramics was refined with increasing in boron content. The TaC ceramic with 0.24?wt% of boron showed the best mechanical properties with a Vickers hardness, flexural strength and fracture toughness of 17.7?GPa, 534?MPa and 4.6?MPa?m^1/2, respectively. When more boron was added, interfacial bonding of the TaC grains was strengthened causing a decrease in fracture toughness. Oxidation resistance of the TaC ceramics increased with boron content. Particularly, the 0.60?wt% B composition showed a weight gain of 0.0018?g/cm² after oxidization at 800?°C in air for 3?h.     

ZrO2增韧陶瓷的研究进展

综述了ZrO2陶瓷及添加氧化物稳定剂对四方相氧化锆的稳定性影响，以及ZrO2陶瓷材料的种类，增韧机理及其主要应用领域，并展望了氧化锆增韧陶瓷的研究发展趋势。