熔石英基复合材料性能的研究

用热压烧结方法制得碳纤维与氮化硅颗粒复合补强增韧熔石英基复合材料,其熔石英基体保持非晶态,只有少量鳞石英析出。材料的抗弯强度达到１１３．７ＭＰａ,断裂韧性为１．５３ＭＰａ．ｍ＾１／２,补强增韧效果明显。     

纳米SiC对C/C复合材料石墨化与抗氧化性能的影响规律

本文制备纳米SiC基体改性的SiC-C/C复合材料,利用X射线衍射技术、高分辨率透射电镜等研究SiC对碳材料的石墨化度的影响.纳米SiC能够显著促进碳基体材料的石墨化度,同时通过高分辨率透射电镜在纳米SiC颗粒周围观测到明显的石墨化结构,并且距离SiC越近,碳基体的石墨化程度越高.通过静态氧化实验研究SiC-C/C复合材料的抗氧化性能.结果表明,随着SiC加入量的增加复合材料的抗氧化性显著提高,纳米SiC在高温下生成较为均匀的SiO₂保护层,覆盖在碳材料的表面,阻碍氧气与碳材料的接触,并且SiC含量越高,形成的保护层越厚,抗氧化能力越强.      

原位反应法制备(Al_2O_3)_P/Al复合材料的研究

通过加入TiO2粉末原位制备了Al2O3颗粒增强铝基复合材料,分析了（Al2O3）p／Al材料的微观结构,测试了材料的布氏硬度和抗拉强度随所加TiO2粉未重量百分数的变化。结果表明：Mg的加入改善了颗粒与基体的浸润性,加入5％的TiO2时,复合材料具有最好的综合性能,随着Al2O3颗粒体积分数的升高,材料性能下降,Al2O3颗粒的偏聚是其主要原因。     

添加氮化硅对莫来石碳化硅材料性能的影响

以莫来石、红柱石为主要原料,加入不同含量的氮化硅、碳化硅细粉,探讨了添加氮化硅对莫来石碳化硅材料性能的影响。结果表明:在1 450℃下制备的材料的显气孔率基本维持在15%左右,体积密度在2.45 g/cm~3左右,烧后线变化率相差不大,高温抗折强度和荷重软化温度也分别能够达到29.8 MPa和1 560℃,都表现出了较高的水准,且基本不受氮化硅加入量的影响;添加氮化硅能够提高材料的抗热震性能,但材料的常温耐压强度随着氮化硅含量的增加呈降低趋势;材料在烧结过程中,氮化硅和碳化硅均发生了氧化并在材料表面形成一层黄褐色氧化产物,其主要为玻璃相;在材料的截面出现致密层,且致密层的厚度随着氮化硅含量的增加而减小。     

聚碳硅烷对注射成形Fe-2Ni基复合材料显微组织和力学性能的影响

采用粉末注射成形工艺,以聚碳硅烷(PCS)为先驱材料,制得SiC颗粒增强的Fe-2Ni基复合材料;研究PCS对Fe-2Ni合金的致密度、显微组织、力学性能及断口的影响.结果表明:PCS裂解生成的SiC增强相颗粒细小,在基体材料中分布均匀,加入5%～10%(体积分数)PCS可使材料抗拉强度提高43%～62%,洛氏硬度提高40%～47%,但伸长率下降,由韧性断裂转变成脆性断裂;Fe-2Ni基复合材料的强度和硬度达到了MIM协会的标准,优于SiC颗粒增强的Fe基复合材料.     

氮化硅晶须/氮化铝颗粒/聚酰亚胺复合材料的制备及性能

高导热聚酰亚胺复合材料因具有良好的综合性能,在集成电子电路、航空航天等领域具有较好的发展前景。采用导热系数较高的氮化硅晶须和氮化铝颗粒作为无机填料,用钛酸酯偶联剂进行表面改性,原位合成氮化硅晶须/氮化铝颗粒聚酰亚胺(AlN/Si_3N_4/PI)复合材料。采用扫描电子显微镜(SEM)、Hot Disk试验仪和拉伸试验机对复合材料进行结构和性能表征。结果表明:当AlN/Si_3N_4体积比为4:2时,复合填料在基体中可形成较好的导热网络,当填料的体积分数达到30%时,复合材料的导热系数最大,为0.84 W/(m·K)。复合材料的力学性能随填料含量的增加而降低,耐热性能随填料含量的增加而提高。     

导电剂形貌对硅碳负极电化学性能的影响

除了材料自身改性研究外,应用研究也是高容量硅碳复合材料的研究重点。以X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)研究了硅碳复合材料和导电剂的形貌特征,以电化学方法研究了3种不同形貌的复合导电剂(片状与小颗粒、类球形与小颗粒、纤维状与小颗粒)对硅碳电极的电化学性能的影响。结果表明,形貌和颗粒大小与活性材料本身差异较大的导电添加剂有利于改善电极导电性,提升电极循环性能。气相生长炭纤维和炭黑颗粒在电极的表面和截面分散均匀,组成三维导电网络。气相生长炭纤维和炭黑颗粒的协同作用有利于改善硅/石墨电极的循环性能。硅碳电极20周(电流密度0.15 m A·cm~(-2))的容量保持率增加了8%,较大电流密度下(0.75m A·cm~(-2))其容量保持率由78%提高到90%。类球形石墨-炭黑颗粒复合导电剂使得Si/C电极的首次库仑效率提高到82%以上。     

锂离子电池中高容量Si-Cu/C复合负极材料的制备与性能研究

采用高能球磨方法制备了用作锂离子电池负极材料的Si—Cu／C复合材料。X射线衍射和扫描电子显微镜结果表明，复合材料中Si和Cu5Si是共存的，活性硅颗粒均匀地分散在石墨和惰性的铜硅合金基体中。电化学测试在电流密度0．2mA·cm^-2，电压范围0—1．4V条件下进行，其结果表明高分散Si—Cu／C复合材料首次可逆容量为524mAh·g^-1，远高于目前普遍使用的中间相碳微球；循环寿命也远优于同粒度的硅单体，经过30次循环后容量仍保持531mAh·g^-1。其高比容量和良好的循环性能表明：高分散Si—Cu／C复合材料有望替代碳成为锂离子电池负极材料。     

铝——石墨复合材料

颗粒增强铝基复合材料由于性能优良,成本比纤维增强铝基复合材料低得多,近年来已经成为人们研究的热点。石墨颗粒的加入能显著提高材料的耐磨、减摩和自润滑性能,能大大改善材料的吸震性和发削加工性能,能降低材料的膨胀系数,因此它适用于制造活塞、缸套、轴瓦、衬套等耐磨件,也可用于作制刹车、传动、减震零件,有着广阔的应用前景。铝———石墨复合材料的制备有3种方法。人们最先采用的是粉末冶金法,即让石墨颗粒与铝或铝合金粉末混合,经压实、烧结,制成复合材料。此法有工艺与设备比较复杂,材料力学性能比较差,产品形状与尺寸受到限制,不…     

高炉炮泥中氮化物的组成与结构分析

为了改善高炉炮泥的烧结性能,提高其抗侵蚀能力,在炮泥配料中加入了氮化硅或氮化硅铁。对加人氮化物的炮泥组成与结构以及氮化物的作用机理进行了分析。结果表明：氮化硅存在由氮氧化物转化为氧化物的反应过程,而氮化硅铁则氧化为硅铁的氧化物。氮化物的氧化过程伴随着结构致密化反应,能减缓碳的氧化,从而改善炮泥的耐用性能。     

Si3N4基微米/纳米复合陶瓷微观组织

用扫描电镜和透射电镜研究纳米粉成分和含量对Ｓｉ３Ｎ４基纳米复合陶瓷组织的影响。ＳｉＣ（ｎ）／Ｓｉ３Ｎ４（μ）或Ｓｉ３Ｎ４（ｎ）／Ｓｉ３Ｎ４（μ）复合陶瓷的微观组织随纳米ＳｉＣ（ｎ）或Ｓｉ３Ｎ４（ｎ）含量的增加,基体组织逐渐变细。     

添加ZrO2对Si3N4复合陶瓷材料力学性能的影响

通过无压烧结制备了ZrO2-Si3N4复合陶瓷材料,并以排水法、SEM和DDL100型万能拉伸机进行表征。研究了ZrO2含量对Si3N4陶瓷的致密度、显微结构和力学性能的影响。结果表明,随着ZrO2含量的增加,Si3N4陶瓷致密度增加;抗弯强度和断裂韧性先增大后减小,当ZrO2含量达到10%时,Si3N4的抗弯强度和断裂韧性同时达到最大值,分别为362MPa和7.0MPa.m1/2。ZrO2增韧Si3N4陶瓷的机制为应力诱导相变。     

C—SjC—TiC—TiB_2复合材料的原位合成及热压烧结

以熟焦、炭纤维、B_4C、SiC、Si、TiO_2和TiC为原料、采用原位合成及热压技术研究了不同TiO_2和TiC含量对多组分碳/陶复合材料的组成、结构和性能的影响。在烧结过程中TiO_2或TiC与B_4C反应原位生成TiB_2,Si和TiO_2分别与C反应生成SiC和TiC,这些陶瓷相的生成对提高碳/陶复合材料的力学性能有显著作用。加入TiO_2比TiC能使碳/陶复合材料在较低的温度下实现致密化烧结,获得了抗弯强度达430 MPa的碳/陶复合材料。     

溶胶凝胶-碳热还原法制备Si_3N_4纳米粉末

以硅溶胶为硅源,有机碳为碳源,有机氮和氮气为氮源,先采用溶胶-凝胶法制备前驱体,然后进行碳热还原制备Si3N4陶瓷纳米粉体.主要研究了硅碳比、反应温度、氮气流量、保温时间等工艺因素对氮化硅粉体生成的影响.碳热还原制备Si3N4纳米粉体的最佳工艺条件为:碳硅比(摩尔比)为3.5: 1,氮气流量为3L/min,煅烧温度为1 500℃,保温时间2h.在以上最佳工艺条件下,可制备出纯的Si3N4纳米粉体,其中α-氮化硅为90.8%,β-氮化硅为9.2%,平均粒径为43.82nm.     

微孔MgO耐火材料对钢液洁净度的影响

摘要：通过浸泡实验研究了3种镁质（致密镁质、微孔MgO质、镁碳质）耐火材料与超低碳钢液(1560℃)的相互作用,考察了不同浸泡时间(0～35min)钢中O、N、C和Al、Si、Mn含量及钢中夹杂物的成分、数量、分布等特征的变化,并对耐火材料与钢的界面层进行了观测和分析。结果表明,随着浸泡时间的延长,3组钢中氧含量均先升高再降低,均对钢液有一定的污染,钢中夹杂物的数量增加,夹杂物种类由Al2O3-MnO夹杂逐渐转变为Al-Mg-Si-Mn-O复合夹杂。与致密镁质耐火材料相比,微孔MgO质和镁碳质耐火材料与钢的界面处分别能形成连续的镁铝尖晶石层和致密的MgO层,有助于降低耐火材料的侵蚀以及对钢液的污染。此外,与不含碳的镁质耐火材料相比,镁碳质耐火材料对钢液增碳严重。因此,微孔MgO质耐火材料不仅对钢液的二次污染小、不会向钢液增碳,而且还可以吸附钢中氧化铝夹杂,更有利于超低碳洁净钢的生产。     

氮化硅铁对铝碳质炮泥性能影响的研究

以白刚玉、焦粉及焦油为主要原料,制备了铝碳质炮泥.通过考察氮化硅铁在炮泥中的反应性能,研究氮化硅铁加入量对其强度和抗渣侵性能的影响,利用X射线衍射分析炮泥的相组成,采用扫描电子显微镜观察其微观组织结构.研究结果表明,随着氮化硅铁加入量的增加,炮泥的强度和抗渣侵性能都先增加后减小;当其加入量为10％时,可以制备出强度高、抗渣侵性能好的铝碳质炮泥.     

Effect of Rare Earths on Mechanical Properties and Microstructures of Si3N4-based Ceramics

Si3N4-hased ceramics exhibit excellentproperties such as high strength, high corro..sion resistance, high fire resisting property andhigh thermal shock resistance. However, up tonow, the application of St3N4-based ceramicsis still limited by their poor ductility, lowtoughness and stability. Adding fiber or whisher into ceramic matrix is a useful tougheningmethod, but fiber and whisker are costly and itis difficult to homogenize them in ceramic matrix. Furthermore, ceramic powders can not fill…     

多元陶瓷增强Cu基复合材料的导热性能研究

以Cu基预合金粉为基体,加入SiC、Si_3N_4、B4C多元陶瓷作为颗粒增强相,利用粉末冶金法通过真空热压烧结工艺制备了SiC、Si_3N_4、B4C多元陶瓷/Cu基复合材料,并用激光脉冲法测试其室温条件下的导热性能。研究发现,随着SiC、Si_3N_4、B4C多元陶瓷含量的增加,复合材料的热导率逐渐减小,特别是当SiC、Si_3N_4、B4C多元陶瓷总质量分数大于15.0%以后,热导率急剧下降。复合材料内部的孔隙以及晶界、晶格畸变、位错等缺陷是影响热导率的主要因素。要获得导热性能良好的复合材料,应严格控制SiC、Si_3N_4、B4C多元陶瓷的质量分数在15.0%以内,并且可以考虑通过退火以及二次挤压等方法进一步提高致密度,减少烧结体内的位错、孔隙等缺陷,从而提高导热性能。     

硅含量对低碳贝氏体相变动力学和性能的影响

摘要：设计了3种不同Si含量的低碳贝氏体钢,进行了不同温度下等温淬火热处理热模拟实验、X-射线衍射和拉伸实验等,研究Si含量对贝氏体相变动力学和贝氏体钢性能的影响。结果表明,随Si含量增加,贝氏体相变量降低,动力学方程参数b减小,n增大。另外,随贝氏体相变温度增加,参数b减小,n增大。而且在较低相变温度下,因Si含量不同造成参数b和n的值的差异更大,说明低温下Si含量对贝氏体相变动力学的影响更大。此外,Si含量越低,因相变温度不同造成贝氏体相变孕育期和完成时间的差异逐渐增大,表明随Si含量的增加,Si对贝氏体相变动力学的影响降低。最后,随着Si含量的增加,试样抗拉强度和伸长率均逐渐增加。研究结果为优化低碳贝氏体钢成分设计、调控其力学性能提供了参考。     

Preparation,structure and luminescence properties of deep red phosphors SrSiN2:Eu2+

This paper reported a novel synthetic route to Eu2+ doped SrSiN2 deep red phosphors for white light-emitting diodes. A series of single-phased and high-efficiency Sr Si N2:Eu2+ red phosphors were synthesized based on this method. Their structure, morphology, luminescence, quantum efficiency(QE) and thermal quenching properties were investigated and compared with those of Sr Si N2: Eu2+ prepared by the conventional route. It was found that the addition of a small amount of Si3N4 could promote the formation of Sr Si N2 from Sr2Si5N8 phase. A highly uniform rod-shaped morphology was obtained based on this method. The X-ray powder diffraction and the Rietveld refinement analysis identified the preferential crystalline orientation growth. Under the blue light excitation, Eu2+ doped Sr Si N2 phosphors showed excellent optical properties. Compared with those prepared by the conventional approaches, the external QE of Sr Si N2:Eu2+ phosphor was greatly improved, allowing it a promising phosphor for white LEDs.