发明专利

<正>名称:一种薄壁蜂窝陶瓷载体泥料配方及其制备方法申请号:CN201410573910.9公开(公告)日:2015.03.11申请日:2014.10.24申请(专利权)人:彭红发明(设计)人:彭红;李少荣本发明公开了一种薄壁蜂窝陶瓷载体泥料配方及其制备方法,所述薄壁蜂窝陶瓷载体泥料配方按照重量份的原料包括无机原料粉体100份、石蜡粉10-15份、有机球形粉体0.1-1份和纤维素4-6份,通过加入石蜡粉球     

泥料含水量对粉煤灰陶瓷膜支撑体性能的影响

泥料含水量是陶瓷生产中的重要参数,会影响陶瓷的收缩率、抗弯强度等性能。以电厂粉煤灰为主要原材料、糊精为造孔剂、羧甲基纤维素为黏结剂,采用挤出成型法制备了管状多孔陶瓷膜支撑体。通过控制陶瓷泥料用水量和烧结保温时间制备了不同支撑体,并对支撑体进行性能表征,考察了泥料含水量和烧结保温时间对支撑体微观结构、收缩率、孔隙率、孔径以及机械强度等性能的影响。结果表明：在水/固质量比质量为0.19时,1 150℃保温烧结2 h获得孔隙率40.5%、抗弯强度23.6 MPa、平均孔径0.41μm的支撑体。制备的支撑体应用于脱硫废水微滤处理,固体悬浮物截留率99.98%。为制备低成本粉煤灰陶瓷膜支撑体提供研究基础,有利于膜法水处理的扩大化应用。     

无压烧结制备纳米复合碳化硅陶瓷

以水基喷雾造粒而成含5%(质量分数)纳米氮化钛(TiN)颗粒的碳化硅(SiC)造粒粉为原料,采用无压烧结制备纳米复合SiC陶瓷。分析了烧结温度及保温时间对复合陶瓷烧结特性与显微结构的影响规律。结果表明:采取二步烧结可以实现SiC陶瓷在晶粒不明显长大的前提下实现致密化,二步烧结,即先升温到1950℃保温15min后迅速降至1850℃烧结1h,制备的SiC陶瓷具有较高收缩率、较低质量损失以及较高的致密度;纳米TiN颗粒加入后能与基体(SiC,Al2O3)部分发生反应生成TiC和AlN,明显改善SiC陶瓷的烧结性能,获得等轴状、细晶显微结构和优越的力学性能。     

氧化结合法制备多孔碳化硅陶瓷及其特性

以不同粒径碳化硅为骨料,羧甲基纤维素钠(CMC)为粘结剂,在大气中利用碳化硅颗粒表面氧化成的SiO2粘接在一起低温合成多孔碳化硅陶瓷.分析了粒径大小、烧结温度、成型压力对氧化结合多孔碳化硅陶瓷特性的影响.用TG-DSC、XRD、SEM研究了碳化硅陶瓷的氧化性能,物相组成,微观形貌.结果表明:原始粒径越小,碳化硅陶瓷的活性越高,相应的氧化程度越高,在1μm时氧化率最高达到49.58％,但其在1000℃保温100 h质量增重也最高达7.53％;随着烧结温度升高,碳化硅氧化率增加,气孔率相应地降低;成型压力也对碳化硅陶瓷的氧化率,气孔率产生一定影响.     

固含量对凝胶注模成型碳化硅陶瓷性能的影响

碳化硅陶瓷具有优良的性能,广泛应用于各个领域。凝胶注模成型是通过有机单体的聚合反应实现原位固化的成型方法。成型的坯体具有结构均匀、致密度高、强度大等特点。本文采用凝胶注模成型工艺和无压烧结制备了碳化硅陶瓷材料,研究了固含量对无压烧结碳化硅陶瓷微观结构和性能的影响。研究结果表明:随着固含量的增加,碳化硅料浆的粘度值逐渐增加,流动性变差,而制得的碳化硅陶瓷弯曲强度和断裂韧性随固含量的增加而增加。     

碳化硅/石墨复合陶瓷密封材料的显微结构与性能

以碳化硅微粉为原料、石墨为固体润滑添加剂,采用无压烧结技术制备碳化硅/石墨复合陶瓷密封材料,研究了石墨添加量对复合陶瓷密封材料烧结性能、显微结构、力学性能和摩擦性能的影响。结果表明,加入的石墨能以片状颗粒形态均匀分布在碳化硅陶瓷基体中;随着石墨添加量增加,复合陶瓷密封材料的体积密度、抗弯强度、弹性模量、断裂韧性、硬度均逐渐降低,但干、湿静摩擦系数则随之减小;当石墨添加量达到20%(质量分数)时,复合陶瓷的相对密度仅为90.6%,弯曲强度降至189 MPa,弹性模量降至295 GPa,断裂韧性为1.82 MPa·m1/2,Vickers硬度为19.2 GPa,而干、湿摩擦系数则分别减小到0.14和0.10。综合考虑复合陶瓷的力学性能和摩擦性能,石墨添加量控制在10%~15%之间为宜。     

原料配比对聚合物模板法制备SiC-Al_2O_3多孔陶瓷性能的影响

为制备出性能优异、价格合理的多孔陶瓷,以工业碳化硅粉和电熔白刚玉粉为主要原料,采用聚合物模板法在1 450℃烧结2 h制备了SiC-Al_2O_3多孔陶瓷,主要研究了碳化硅粉与电熔白刚玉粉的质量比(分别为1∶3、1∶1和3∶1)对多孔陶瓷的外观形貌、物相组成、烧结性能和抗热震性能的影响。结果表明:以工业碳化硅粉和电熔白刚玉粉为主要原料,采用聚合物模板法在1 450℃保温2 h可制备出孔分布较均匀,烧后线收缩率、显气孔率和体积密度分别为4.70%、67.17%和0.83 g·cm-3,抗热震循环次数达24次(空冷15次,水冷9次)的SiC-Al_2O_3多孔陶瓷;其主要物相为α-Al_2O_3和Al_6Si_2O_(13),还含有少量SiC相和游离SiO_2相。当m(碳化硅)∶m(白刚玉)=1∶1时,多孔陶瓷的综合性能较优。     

发明专利

<正>名称:一种碳化硅蜂窝陶瓷的制备方法申请号:CN201410120766.3公开(公告)日:2016.06.08申请日:2014.03.27申请(专利权)人:北京市理化分析测试中心发明(设计)人:蔡锴;邓平晔;郭栋;邹涛;张灵飞;黎爽本发明公开了一种碳化硅蜂窝陶瓷的制备方法,包括:步骤(1)制备具有平行孔道的碳化硅蜂窝坯体;(2)蜂窝坯体的排胶或脱脂;(3)煅烧蜂窝坯体,得到具有孔道内壁伸展晶须结构的碳化硅蜂窝陶瓷。本发明方法制     

喷雾造粒对固相烧结SiC陶瓷的影响

采用离心式喷雾造粒技术对SiC浆料进行造粒,研究了喷雾造粒对SiC粉体的流动特性、成型行为、烧结性能、力学性能及显微结构的影响机制。研究结果表明:喷雾造粒后,碳化硅粉体流动性得到较大改善,素坯密度增加,微观结构致密;固相烧结后,碳化硅陶瓷的烧结性能提高,陶瓷显微结构得到改善。     

淀粉为造孔剂制备碳化硅多孔陶瓷

以微米碳化硅基体,氧化铝和氧化钇为烧结助剂,淀粉为造孔剂,采用无压烧结技术制备碳化硅多孔陶瓷.通过测试合成多孔陶瓷的密度、收缩率、力学强度以及扫描电子显微镜(SEM)和X-射线衍射(XRD)等研究了不同造孔剂含量对SiC粉体的力学性能、微观形貌和物相的影响.研究表明:随造孔剂含量的升高,碳化硅陶瓷密度和强度降低,气孔率增加,而造孔剂含量对碳化硅陶瓷的物相组成基本没有影响.     

用低纯碳化硅微粉烧结碳化硅陶瓷

用工业尾料低纯W3.5 μm SiC微粉为原料,在N2保护下烧结碳化硅(SiC)陶瓷.研究了低纯SiC微粉中杂质对SiC陶瓷力学性能的影响,对比了微粉提纯后材料的性能与结构.通过扫描电镜、金相显微镜分析材料的显微结构.结果表明:微粉杂质中SiO2、金属氧化物在SiC烧结温度下的放气反应是影响陶瓷材料力学性能的主要因素.由低纯SiC粉制得的材料的烧结密度达到(3.15±0.01)g/cm3,抗折强度达到(441±10)MPa.     

专利信息

纯碳粉水基分散一步法制造反应烧结碳化硅陶瓷材料的方法一种用水为分散剂,以纯碳粉取代碳化硅粉制造高性能反应烧结碳化硅陶瓷的方法,采用添加外加剂的方法制成高分散的水基泥浆(料),采用注浆、挤塑、凝胶注成型的方法制成生坯,用控制粉料粒径以及烧蚀剂、填充剂加入量的方法,调整生(素)坯的孔径分布和单位体积碳含量,生坯经干燥后,经1550～1650℃真空下或1850～2050℃氩气气氛下渗硅烧结2h,制得反应烧结碳化硅陶瓷材料。一种泡沫剂及其制备方法本发明公开了一种泡沫剂及其制备方法,其主要组成及含量为(重量百分比):骨胶1.55%～1.65%,松香3…     

低温烧结制备高气体渗透率的多孔碳化硅陶瓷研究

采用低温烧结法制备多孔碳化硅陶瓷,研究了成型压力、烧结温度等对其开气孔率、抗压强度、表面最大孔径和气体渗透率等的影响,通过SEM、EDS等表征其微观形貌和成分等。结果表明:在较低烧结温度850~950℃中烧成时,随着烧成温度的升高,多孔碳化硅陶瓷开气孔率和气体渗透率先增大后减小,体密度先减小后增大,表面最大孔径增加;抗压强度随开气孔率的增大而降低,压缩应力-应变表明多孔陶瓷的压溃分阶逐次进行,通过数次的局部压溃现象(应力台阶)来松弛主裂纹尖端的应力集中;随着成型压力的增加,其最大孔径和气体渗透率减小;在50 MPa成型870℃烧成时,多孔碳化硅陶瓷开气孔率达到38.4%,抗压强度80 MPa,表面最大孔径为12.86μm,气体渗透率达361.82m3/(m2·h·k Pa)。     

48.3(0.61CaTiO_3-xNd_(2/3)TiO_3)-51.7MgTiO_3复合陶瓷的制备和性能

用传统固相法制备48.3(0.61Ca Ti O_(3-x )Nd_(2/3)TiO_3)-51.7Mg TiO_3复合陶瓷。研究在1 320℃烧结时Nd~(3+)含量和保温时间对复合陶瓷微观形貌、相组成和介电性能的影响。结果表明:复合陶瓷的气孔率随Nd~(3+)含量的增加先下降后上升,相对介电常数εr和谐振频率温度系数τf随Nd~(3+)含量的增加而降低,品质因数Q·f值随Nd~(3+)含量的增加先上升后下降,之后再上升。当x0.48时,保温7 h所得样品的气孔率较低;x≥0.48时,保温4 h的样品气孔率较低。保温时间对材料谐振频率温度系数几乎没有影响。当烧结温度为1 320℃、保温4 h和Nd~(3+)含量为0.54时,样品性能较佳:εr=45.28,τf=73.76×10–6/℃,Q·f=35 002GHz。加入Nb~(5+)并复合Zn Al_2O_4后,得到的0.96(48.3(Ca_(0.60)Nb_(0.16)TiO_(3-0.54)Nd_(2/3)TiO_3)-51.7Mg Ti O_3)-0.04Zn Al2O4复合陶瓷的εr=41.24、τf=39.44×10–6/℃。     

不同气氛下合成的SiAlON结合刚玉或碳化硅材料的研究

以刚玉细粉、碳化硅细粉、氮化硅细粉、α-Al2O3,微粉和金属Al粉为主要原料,聚乙烯醇为结合剂,经球磨、混练、困料和成型后,分别在空气裸烧(氧化气氛)、埋石墨粉(还原气氛)、埋石墨+碳化硅混合粉(还原气氛)3种气氛下进行1 600℃6 h热处理制备了SiAlON结合刚玉或碳化硅复合耐火材料,并研究了刚玉或碳化硅粉加入量(7.5%～90%,质量分数)和烧成气氛对SiAlON相的生成量、晶体形貌以及耐火制品的相组成、显微结构和性能的影响.结果表明:(1)随着刚玉粉含量的增加,3种气氛下烧后的SiAlON结合刚玉材料的致密度均增大,烧结性能增强;但氧化气氛下烧结性能好于还原气氛下的.(2)2种还原气氛下烧成的Si A10N结合刚玉试样的相组成均为刚玉、SiAlON和SiC;而在氧化气氛下烧成的试样出现了分层现象,其非氧化层主要为SiAlON、刚玉和少量的莫来石.(3)不同气氛下烧成的SiAlON结合刚玉材料中均有柱状或纤维状的SiAlON生成,但氧化气氛下的SiAlON柱状物比还原气氛下的要粗壮、完整得多,且成群生长.(4)随着SiC粉含量的增加,SiAlON结合碳化硅材料在2种还原气氛下烧后的致密度降低,烧结性能下降;而在氧化气氛下烧后严重氧化,形成了较厚的釉层.     

碳化硅-二硼化钛复合材料烧结工艺研究

采用无压烧结工艺,研究不同烧结温度和不同烧结助剂含量的碳化硅-二硼化钛复合陶瓷的固相烧结机理及其对复合陶瓷致密化的影响。研究结果表明:当B含量在0.4～2%变化时,烧结密度随B含量增加一直下降,在B含量为0.4%时烧结密度最大;当C含量在2～4%变化时,烧结密度随C含量增加而增加,在3%时达到最大值后又下降。在烧结温度约为2180℃时,碳化硅-二硼化钛复合陶瓷有最大的密度。     

磷酸盐结合法低温制备碳化硅泡沫陶瓷及其高温性能

以聚氨酯海绵为模板、磷酸二氢铝为黏结剂、碳化硅微粉为骨料,在800℃低温下制备出碳化硅泡沫陶瓷。研究了浆料中磷酸二氢铝含量、固相含量和高温处理对碳化硅泡沫陶瓷的线收缩率、体积密度、抗折强度、气孔率及微观形貌的影响,揭示了泡沫陶瓷在高温下结构及性能演变机理。结果表明:低温制备的碳化硅泡沫陶瓷线收缩率小于1%,线收缩率随固相含量的增加而减小,体积密度和抗折强度均随磷酸二氢铝和固相含量的增加而增大。低温制备的碳化硅泡沫陶瓷经高温处理后,其线收缩率、体积密度和抗折强度均随温度的升高先减小后增加,而气孔率则随温度的升高先增加后减小,处理温度为1 000℃时,碳化硅泡沫陶瓷抗折强度可达(2.06±0.10)MPa。碳化硅泡沫陶瓷低温下由A型和B型的Al(PO3)3将碳化硅微粉粘结起来,随着处理温度的升高,B型Al(PO3)3逐渐向A型转化,随着温度的进一步升高,A型Al(PO3)3逐渐分解成Al PO4相,将碳化硅微粉包裹、粘结起来。     

溶胶-凝胶法引入烧结助剂制备SiC-Y3Al5O12复相陶瓷

以碳化硅、六水硝酸钇、九水硝酸铝和六次甲基四胺为主要原料,通过溶胶-凝胶法引入Al2O3和Y2O3复合烧结助剂,液相烧结制备得到SiC-Y3Al5O12(Y3Al5O12简称YAG)复相陶瓷.采用DTA、TEM、XRD等分析测试技术研究了溶胶-凝胶法引入复合烧结助剂过程及复合烧结助剂对SiC-YAG陶瓷的烧结性能、力学性能、物相组成与显微结构的影响.结果表明干凝胶在920℃左右已完全转变成YAG相,最终获得的YAG粒径小,并均匀分散在SiC表面的SiC-YAG复合粉体;复合粉体先干压、再等静压成型后,在1860℃下烧结45 min,所制得复相陶瓷的相对密度达到了96.5%,抗弯强度达到486 MPa,断裂韧性达到5.7 MPa·m1/2.     

碳化硅陶瓷的液相烧结及其研究进展

本文对碳化硅液相烧结添加系统及其烧结机理作了论述。有氧化物参与的碳化硅的液相烧结可以降低碳化硅的烧结温度，促进碳化硅的致密化，提高碳化硅陶瓷的性能。沿晶断裂和穿晶断裂混合断裂机理是液相烧结碳化硅陶瓷强度和韧性提高的原因，表面强化和韧化可以进一步提高碳化硅陶瓷材料的性能。     

高温烟气过滤SiC多孔陶瓷孔隙率及烧结工艺研究

主要研究了碳化硅多孔陶瓷孔隙率的影响因素以及烧结工艺对碳化硅多孔陶瓷材料性能的影响。碳化硅多孔陶瓷孔隙率的大小直接影响其烟气的过滤效率,通过研究碳化硅骨料的粒径,碳化硅的含量以及造孔剂含量对孔隙率和孔径大小的影响因素,实现了对碳化硅多孔陶瓷的孔隙率大小的有效控制。同时对碳化硅多孔陶瓷的烧结工艺中的烧成气氛和烧成温度进行了研究,研究发现,在弱氧化气氛下,烧成温度为1330℃时制备的碳化硅多孔陶瓷具有较高的孔隙率和较为优异的力学性能。