MgAlON及MgAlON结合MgO材料烧结性能研究

以电熔镁砂细粉和颗粒、煅烧α-Al2O3微粉及金属铝粉为原料,在高纯氮气中烧成制备MgAlON及MgAlON结合MgO材料,并研究了化学反应引起的体积膨胀、氧化物挥发和保温温度(1450、1550、1650℃)对MgAlON及MgAlON结合MgO材料烧结的影响。结果表明:(1)在烧成过程中,形成过渡相MgAl2O4是引起MgAlON和MgAlON结合MgO试样体积膨胀的主要原因;(2)在低氧分压和高温条件下,MgAlON和MgAlON结合MgO试样的质量损失主要是由MgO挥发引起的;(3)对于MgAlON试样,高温(≥1550℃)烧成时显著的体积收缩使试样具有较高的密度和高强度;(4)对于MgAlON结合MgO试样,高温(≥1450℃)烧成时显著的体积膨胀和MgO大量挥发导致了试样的低密度和低强度。     

MgAlON复合材料的抗氧化性分析

实验原料为电熔镁铝尖晶石、高纯电熔镁砂、登封轻烧铝矾土、Al-Al2O3-MgO混合细粉;少量助烧剂.将原料混练均匀,压制成型放入高温氮化炉烧成,将烧成后试样分为粉料和块状进行抗氧化性实验.测定了试样的氧化增重率、TG-DTA曲线、氧化后试样的表观特征、氧化前后试样的物理性能.试验结果表明:相同工艺条件下制备的MgAlON结合尖晶石复合材料的抗氧化性优于MgAlON结合MgO复合材料的抗氧化性;同种骨料的试样,矾土基MgAlON复合材料试样的抗氧化性优于氧化铝基MgAlON复合材料试样的抗氧化性;MgAlON结合尖晶石复合材料经等温氧化后,其常温力学性能无明显降低.     

矾土熟料与均质矾土熟料性能及应用的对比研究

本文首先就化学组成,物理性能及微观结构将矾土熟料和均质矾土熟料进行对比,然后研究了矾土熟料和均质矾土熟料在浇注料中的应用,分别讨论了原料对试样常温性能和高温性能的影响.结果表明:均质矾土熟料微观结构均匀,封闭气孔较多,与矾土熟料相比,具有较大的晶粒尺寸,优异的致密度、较小的显气孔率和吸水率;以均质矾土熟料为主要原料制备的试样在常温性能方面表现优异,高温性能反而不及矾土熟料试样.     

矾土基电熔尖晶石对矾土基浇注料性能的影响

为了开发矾土基电熔尖晶石的应用,在矾土骨料、纯铝酸钙水泥、Al2O3微粉、SiO2微粉等原料加入量不变(分别为65%、4%、4%和1%)的条件下,变化矾土基电熔尖晶石的加入量(分别为0、6%、8%、10%和12%)和电熔白刚玉细粉的加入量,研究了矾土基电熔尖晶石对矾土基浇注料常温物理性能、热态抗折强度、抗热震性以及抗渣性的影响。结果表明,与不加矾土基电熔尖晶石的浇注料相比,尖晶石加入量为6%~12%时,浇注料的常温性能相差不大,但热态抗折强度及抗热震性均有所提高,抗渣性有很大改善。     

矾土基β-SiAlON结合刚玉-碳化硅复合材料的制备及性能

采用电熔刚玉(≤0.088mm、≤1mm和3～1mm三种粒度)、碳化硅颗粒(3～1mm)、Al2O3微粉、高铝矾土粉、Al粉和Si粉为原料,通过1500℃5h氮化反应制备了矾土基βSiAlON(z设计值为2)结合刚玉-碳化硅复合材料,研究了碳化硅颗粒加入量(分别为0、10%、20%、30%、40%)、Al2O3微粉加入量(分别为0、1%、3%、5%、7%)和βSiAlON理论生成量(分别为15%、20%和25%)对复合材料密度、显气孔率和常温强度的影响,以及不同βSiAlON理论生成量试样的热态抗折强度与温度(400～1400℃)的关系,并借助于XRD、SEM和EDS对复合材料进行了相组成和显微结构分析。结果表明:(1)随碳化硅颗粒加入量的增加,复合材料的体积密度下降,显气孔率和常温强度增加,加入30%碳化硅颗粒时,材料的综合性能较好。(2)随Al2O3微粉加入量的增加,复合材料的体积密度增加,显气孔率下降,其加入量以3%为宜。(3)复合材料的热态抗折强度随温度升高而增加,在1000℃时达到最高值;1000℃以后,强度下降,但在1400℃,βSiAlON理论生成量为20%和25%的矾土基βSiAlON结合刚玉-碳化硅复合材料的强度仍高于其常温时的强度。其原因是互相交错的柱状βSiAlON结合相填充在刚玉和SiC骨架的空隙中,起到了增强、增韧的作用。     

矾土基β-Sialon结合刚玉-碳化硅复合材料抗冰晶石侵蚀性能的研究

采用静态坩埚法研究了矾土基β-Sialon结合刚玉-碳化硅复合材料在1000℃下的抗冰晶石侵蚀性能.结果表明:复合材料侵蚀量较少,侵蚀层厚度约1 mn,侵蚀产物为NaAlSiO4;渗透层深度约6mm,渗透速率随β-Sialon含量的增加而减小.复合材料渗透界面的分形维数值介于1.1～1.23之间,随Sialon含量的增加而减小.     

MgAlON及其复合材料研究进展

综述了国内外利用碳热还原氮化法、固相反应法、直接氮化法及放电等离子烧结法制备MgAlON材料的研究现状,并展望了MgAlON材料的发展方向.     

硅线石对矾土基浇注料性能的影响

以矾土为主要原料,加入硅线石粉、SiO2微粉、活性A l2O3微粉、水泥等制备矾土基浇注料,研究了硅线石加入量(质量分数分别为0、4%、8%和12%)对浇注料常温性能和抗渣侵蚀性能的影响。结果表明:随着硅线石加入量的增加,浇注料的常温强度和体积密度下降,显气孔率增大;在浇注料中加入硅线石有助于提高试样的抗渣侵蚀性能,但加入质量分数大于8%时,试样抗渣侵蚀性能下降,渣渗透深度和侵蚀深度增加;硅线石加入质量分数为4%~8%时,浇注料的综合性能较好。     

矾土基β-SiAlON结合刚玉复合材料抗氧化性能研究

研究了1250~1350℃间矾土基βSiAlON结合刚玉复合材料的氧化行为,并与氧化铝基βSiAlON结合刚玉复合材料的氧化行为进行了对比。结果表明, 1250℃以上,矾土基βSiAlON结合刚玉复合材料的抗氧化性能优于氧化铝基βSiAlON结合刚玉复合材料的,材料的氧化属保护型,氧化后表面组成为莫来石和SiO2。建立了该材料氧化前期、中期、后期的动力学模型,表征了其氧化过程,与试验结果基本相符。     

反应烧结法制备MgAlON的合成机理及烧结行为的研究

通过对以Al2 O3、MgO和AlN为起始原料 ,在氮气气氛中反应烧结合成MgAlON材料合成机理的研究发现 :在 12 0 0℃以前 ,MgO与Al2 O3反应生成镁铝尖晶石 ,此后 ,随着温度的升高 ,Al2O3不断向所形成的尖晶石中固溶 ;在 130 0℃以前 ,AlN基本上不参与反应 ,而在更高的温度下 ,AlN开始向尖晶石中固溶形成MgAlON ,约在 15 5 0℃时形成单一的MgAlON相。用热膨胀仪检测了试样的线变化率随温度和时间的变化 ,用最小二乘法回归分析了试样线变化率的实验数据 ,并根据烧结理论对MgAlON材料烧结初期的动力学进行了探讨。结果表明 ,MgAlON材料烧结初期的烧结机理以体积扩散为主     

MgAlON结合镁质和尖晶石质材料的烧结性能

以镁砂或尖晶石为骨料,以Al-Al2O3 -MgO混合粉为基质料,采用氮化烧结法制成MgAlON结合镁质和尖晶石质复合材料,研究了烧成温度和基质料中Al2O3、Al比 (质量比,下同 )和Al2O3、MgO比对试样烧结性能的影响。研究表明:以尖晶石为骨料的试样的烧结致密化程度随烧成温度的升高而提高,但以镁砂为骨料的试样在 1400℃时烧结致密化程度最差;随着基质料中Al2O3、Al比的提高,以镁砂为骨料的试样的烧结致密化程度基本上呈增加趋势,以尖晶石为骨料的试样的烧结致密化程度则基本上呈下降趋势;当基质料中Al2O3、MgO比为 2. 33时,以镁砂为骨料的试样的烧结致密化程度最差,而以尖晶石为骨料的试样的烧结致密化程度随着基质料中Al2O3、MgO比的提高而降低。     

炭基-陶瓷多孔复合材料的低温制备及性能研究

本文以竹炭和高岭土为主要原料,在常规条件下采用掺入抗氧化剂和填埋相结合的烧结手段在低温下制备炭基-陶瓷多孔复合材料.在保证炭基多孔的前提下,通过活化竹炭、调整高岭土含量和烧成温度,使高岭土在较低的烧成温度下析出莫来石晶相,以此增强炭基的抗折强度.通过XRD、SEM和力学性能测试对复合材料的显微结构和力学性能进行了表征与分析.实验结果表明:竹炭的最佳活化时间为18 h,其活性最佳;当高岭土掺入量0.3wt％,烧成温度在950～1100℃时,该多孔材料的体积密度0.52 g/cm3,抗压强度2.8 MPa和显气孔率55.3％.所制备的多孔材料既具有竹炭的吸附净化功能,同时又有较高强度,作为一种新型复合材料,可大大降低环境质量成本.在水体净化,空气净化和催化剂载体等方面将有潜在的应用.     

低温热压制备微晶Al_2O_3-MgAlON复合材料

以微粒级的Al、Al2O3、MgO为原料,采用热压烧结法,在压力38 MPa,温度分别为800、850、900、950℃保温8 min的条件下制备Al2O3-MgAlON复合材料,并对该复合材料进行了XRD、SEM分析及抗折强度、显气孔率、体积密度等性能检测。结果表明:利用热压烧结法,在850℃就可以制备含有300 nm左右MgAlON晶粒的微晶AlO-MgAlON复合材料,而且MgAlON微晶的存在改善了复合材料的性能,起到了增韧补强的作用。     

粘土对铝矾土基喷涂料性能影响的研究

以铝矾土为主要原料,铝酸钙水泥为结合系统,分别研究了不同粘土含量对铝矾土基喷涂料性能的影响。结果表明,铝矾土基喷涂料经过110℃烘干和1000℃热处理后,线收缩率随着粘土含量的增加而增大;经过1300℃热处理后,材料的膨胀率随着粘土含量的增加逐渐减小,最终出现收缩;经过1500℃热处理后,当粘土的质量分数大于2．5％时,随着粘土含量的增加材料收缩率减小。铝矾土基喷涂料经过1000℃和1300℃热处理后,抗折强度和耐压强度随着粘土含量的增加而增加;经过1500℃热处理后,抗折强度和耐压强度随着粘土含量的增加呈现先增加后减小的变化规律。     

PLA/PBAT/绢云母复合材料制备与性能

采用熔融共混技术制备了聚乳酸(PLA)/聚己二酸对苯二甲酸丁二酯(PBAT)复合材料、PLA/绢云母复合材料以及PLA/PBAT/绢云母三元复合材料,以拉伸强度、弯曲强度、断裂伸长率和冲击强度为参数,探究了PBAT和绢云母的用量对PLA基复合材料力学性能的影响.实验结果表明,PLA/PBAT/绢云母复合材料的最佳质量配...     

生物降解PPC/HA复合材料的制备与性能研究

将羟基磷灰石（HA）用硅烷偶联剂KH570处理，然后与聚碳酸亚丙酯（PPC）进行共混，制备了一种可生物降解、生物相容性好的PPC／HA复合材料，研究了其在不同混合比例时的力学性能、玻璃化转变温度及其内部结构。该复合材料力学强度介于塑料和橡胶之间，具备良好的力学回复特性和一定的形状记忆效应，HA为20％（质量分数，下同）时，断裂伸长率达到315％，弹性回复率可达98％。DSC分析表明，复合材料的玻璃化转变温度受姒的影响不大，在35℃左右，随HA含量的不同略微有一些变化。SEM观察到在拉伸过程中，复合材料内部出现一种板块与微纤复合结构，这种结构对材料的力学性能变化有一定影响，可能也是力学回复特性产生的原因。     

石墨烯/玻璃块体复合材料的制备及性能

本文报道了还原氧化石墨烯/钠钙硅(rGO/SLS)玻璃块体复合材料的热压制备和力学性能。首先以3-氨基丙基三乙氧基硅烷为表面活性剂修饰玻璃粉微粒;然后在水溶液中带负电的氧化石墨烯(GO)纳米片通过静电自组装与被氨基修饰过带正电的玻璃颗粒相结合生成复合颗粒。通过高温真空热压烧结,GO被还原成rGO,从而原位生成rGO/SLS玻璃块状复合材料。结果表明,rGO均匀分布在玻璃基质中,并明显增强了复合材料的机械性能。rGO/SLS玻璃块体复合材料中rGO的含量为0.5%(质量分数)时,复合材料的弯曲强度比纯的SLS玻璃提高了约一倍。