AlB12粉末的实验室制备

以无定形B粉和Al粉为原料,采用粉末冶金法制备AlB12粉末.采用X射线衍射仪和扫描电镜分别测定产物相组成及相对含量、显微形貌,研究了埋粉对产物相组成的影响,并确定了合成过程的最佳工艺参数.结果表明:埋粉Al含量决定着产物中的杂质种类,埋粉Al含量为30%(质量含量,下同),产物中有单质Al存在;埋粉Al含量为10%,杂质主要为A12O3;埋粉Al含量为20%时,杂质含量最少,主要为氧镁铝相.合成最佳工艺参数为:合成温度1400℃,恒温时间60min,17/2%的配比Al含量,埋粉Al含量为20%.     

A1B12粉末的制备及性能表征

在热力学分析的基础上,以B粉和A1粉为原料,直接制备A1B12粉末。通过X射线衍射和扫描电子显微镜分析研究了工艺对合成产物相组成和显微结构的影响,确定了合成过程的最佳工艺参数。结果表明密封法最有利于控制氧化物杂质生成。用密封法合成A1B12粉末的最佳工艺参数为：合成温度1400℃,恒温时间60min,试样中A1的质量分数17．2％,埋粉中A1的质量分数20％。产物主晶相为α—A1B12杂质相为MgAl2O4。A1B12粉体平均粒径4．32μm,比表面积611．76m^2/kg。     

镍基Al2O3-TiB2金属陶瓷粉末机械合金化机制研究

本文研究了添加不同质量分数的Ni对机械合金化合成Al2O3-TiB2金属陶瓷粉末的影响.应用X射线衍射仪、扫描电镜对球磨不同时间后的产物进行了物相和颗粒形貌的分析.结果表明:不含Ni粉的Al、TiO2和B2O3的混合粉末,在机械合金化12 h后,按照化学方程式10Al+ 3TiO2+ 3B2O3=5Al2O3+ 3TiB2发生固相反应,获得Al2O3、TiB2复相组织;当加入Ni粉后Al、TiO2和B2O3的混合粉末,由于在机械球磨过程中,Ni优先与Al形成中间相NiAl,NiAl比Al更容易与TiO2及B2O3发生反应,按照化学方程式10NiAl+ 3TiO2+ 3B2O3=5Al2O3+ 3TiB2+10Ni发生固相反应,获得Al2O3、TiB2复相组织;使得机械合金化时间随着Ni粉加入量的增大而减小,当添加质量分数为5％、10％、15％、20％、25％和30％的Ni粉后,分别在机械合金化12 h、10 h、8h、8h、6h和4h后,得到Al2O3、TiB2复相组织.     

铁矿石尾矿实验室合成碳化硅粉末

在热力学分析的基础上,以铁尾矿为主要原料,采用碳热还原法合成了SiC粉末.确定了合成过程的最佳工艺参数:配碳量(C和SiO2的摩尔比)为5,反应温度为1 480℃,恒温时间为8 h.采用X射线衍射和扫描电镜研究了合成产物的相组成和显微结构.结果表明:产物主晶相为β-SiC,杂质相为Fe5Si3,其中,SiC多以片状、柱状、球状形式存在.     

正交设计法优化合成Ti4AlN3工艺研究

以Ti、Al和TiN粉末为原料,采用正交设计法对真空热压合成Ti4AlN3的工艺参数进行优化,考察目标为Ti4AlN3的质量分数.采用L25(55)正交试验合成Ti4AlN3,以烧结温度、施压强度、保温时间、Al含量、TiN含量作为5个因素.利用X射线衍射仪(XRD)对烧结试样进行定性与定量分析.结果表明:最佳合成工艺...     

无压烧结制备Ti–Al–C系三元层状陶瓷

以TiC粉、Al粉、Ti粉为原料,采用无压烧结工艺制备高纯Ti–Al–C三元层状陶瓷,探究了烧结温度、烧结时间、烧结助剂等对Ti–Al–C系三元层状陶瓷制备的影响。结果表明:在一定范围内提高烧结温度和烧结时间能减少杂质相的产生,不添加助剂情况下在1 400℃下保温3 h能得到80%(质量分数)以上的Ti–Al–C系三元层状陶瓷,该条件下掺入少量Si粉或Sn粉能得到高纯Ti–Al–C系三元层状陶瓷。TiC、Al、Ti和Si质量比为2.0:1.2:1.0:0.1的原料粉末在1 400℃保温3 h能得到纯度99%以上的Ti_3AlC_2陶瓷,TiC、Al、Ti和Sn质量比为2.0:1.2:1.0:0.1与TiC、Al、Ti和Sn质量比为1.0:1.2:1.0:0.1的原料粉末在1 400℃保温3 h均能制备出纯度99%的以Ti_3AlC_2为主晶相的Ti_3AlC_2/Ti_2AlC复相陶瓷。     

自蔓延高温合成WSi_2-MoSi_2复合粉体的制备、组成与形貌分析

为了研究金属W加入量对自蔓延合成WSi_2-MoSi_2复合粉体组成和形貌的影响,以d50分别为5.67μm的Si粉、3.15μm的Mo粉和2.13μm的W粉为原料,按照化学式(Mo1-xWx)Si_2中W的物质的量分数分别为10%、20%、30%和40%,采用自蔓延高温合成方法制备了不同W含量的WSi_2-Mo Si_2复合粉末,并利用X射线衍射仪和扫描电镜对合成产物进行了相组成和产物形貌分析。结果表明:W粉的添加会降低反应的绝热温度。通过对产物最强的衍射峰进行分峰拟合,证实在本试验中Mo Si_2和WSi_2是以两个单相的形式存在;WSi_2-Mo Si_2复合粉末形貌呈近球形颗粒的聚集状态,并随着W加入量的增加,合成产物的颗粒尺寸有变小的趋势。     

基于Al合金化的β-Mo(Si,Al)_2自蔓延高温合成

为了研究添加Al粉对自蔓延高温合成β-Mo(Si,Al)2的影响,以Si、Mo和Al粉为原料,按照化学式Mo(Si1-xAlx)2(x分别取0、0.1、0.2、0.3、0.4,即Al取代Si物质的量依次为0、10%、20%、30%、40%)配料,采用自蔓延高温合成制备了不同Al含量的β-Mo(Si,Al)2,并利用X射线衍射仪和扫描电镜对合成产物进行了相组成和产物形貌分析。结果表明:Al的加入有利于自蔓延反应进行得更加完全,在自蔓延过程中,Al进入到MoSi2晶格中,发生Al、Si取代,当Al取代Si物质的量达到40%时,仍能实现Al的合金化,生成高温相β-Mo(Si,Al)2,并且随着Al的添加会使自蔓延合成产物的晶格发生严重变形。通过SEM观察发现:加入Al粉的合成产物形貌都呈现出小颗粒的聚集状态,且小颗粒为球形或接近等轴状,颗粒平均粒径为2~5μm,说明自蔓延合成产物的形貌继承了Mo粉的原始形貌,而与Al粉加入量没有明显关系。     

水热法低温合成α-Al2O3粉体的影响因素

以工业Al(OH)3为原料,通过引入晶种和矿化剂,用水热法低温合成α-Al2O3粉体.研究了固相含量、原料粒度、水热温度、保温时间、晶种加入量、矿化剂种类等因素对α-Al2O3产率和产物晶粒形貌的影响.结果表明:随固相含量的增加,产物的收率增加,当固相含量增大到8%(质量分数,下同)时,产物的收率开始降低;原料粒度从16 μm减小到2.5μm时,产物的收率增大,当原料粒度减小到1.5μm,产物的收率变化不明显;随着水热温度的升高、水热时间的延长,α-Al2O3含量相对增多,晶粒发育渐趋完善:晶种的引入有效地降低了α-Al2O3成核的活化能,有利于α-Al2O3形成;矿化剂的种类对水热合成α-Al2O3的作用效果差别很大,加入矿化剂KBr更有利于α-Al2O3生成和晶体发育.发育完善的α-Al2O3呈六方柱状,晶体显露{0001}和{11 2 0}面族.最佳的实验工艺条件为:固相含量5%,反应温度390℃,保温时间2h,晶种加入量5%质量分数),填充度40%(体积分数),矿化剂KBr加入量0.5mol/L.     

粉煤灰合成SiAlON粉体研究

以粉煤灰、石墨粉、氧化铝、二氧化硅等为主要原料,采用碳热还原氮化法合成了SiAlON粉体。研究了Fe2O3含量不同的粉煤灰,即未除铁粉煤灰(Fe2O3的质量分数为4.16%)、酸洗除铁后的粉煤灰(Fe2O3的质量分数几乎为0)和磁选除铁后的粉煤灰(Fe2O3的质量分数为3.46%),配料的m(SiO2)∶m(Al2O3)(分别为1.176、1.55和2.35),碳加入量(分别为理论加入量、过量10%、过量100%和过量150%)以及反应温度(分别为1350℃、1400℃、1420℃、1430℃和1460℃)对合成产物相组成的影响。研究表明:以经过磁选除铁后的粉煤灰(Fe2O3的质量分数为3.46%)为原料,当配料的m(SiO2)∶m(Al2O3)为1.4,碳粉加入量为理论值的2倍(即过量100%)时,于1420℃保温20h合成的产物的主要物相为βSiAlON。     

自蔓延燃烧合成陶瓷粉体的研究进展

本文综述了自蔓延燃烧技术(简称SHS)的优点、发展及应用等,并介绍了SHS技术的原理及制备陶瓷色釉料、生物材料、环保材料、Al2O3/AlB12粉体及Si3N4/SiC粉体的工艺过程。     

冷藏运输用Al_2O_3-H_2O纳米流体蓄冷相变时间分析

利用恒温浴槽分别对质量分数为5%,Al2O3粒径分别为10,20,50,100,500 nm和粒径为10 nm,质量分数分别为5%,10%,12%,15%,20%的两组Al2O3-H2O纳米流体进行冻结,分析了纳米流体和去离子水在冻结过程中的温度变化,讨论了Al2O3粒径和浓度对冻结过程的影响。结果表明,在去离子水基液中加入Al2O3纳米颗粒,减少了凝固相变时间,且当质量分数为5%时,相变时间随粒径增大而增加,粒径为10 nm时,相变时间最短;当粒径为10 nm,质量分数小于10%或大于12%时,相变时间均随质量分数的增大而增加,但质量分数为12%时,相变时间最短。相对于冰作为蓄冷材料,纳米蓄冷材料可节省蓄冷时间,有效提高能源利用效率。     

超支化液晶/Al_2O_3/环氧树脂复合材料电性能研究

采用机械共混及模压成型工艺将Al2O3粉体,含H20哑铃状液晶化合物(HLCP)与环氧树脂(E-51)共混制备了HLCP/EP/Al2O3复合材料。研究了Al2O3含量对材料热稳定性、导电性能、导热性能及热膨胀的影响。结果表明:材料的导热系数、介电常数及热稳定性随Al2O3含量的增加而增大,当Al2O3粉体质量分数达到70%时,材料导热系数是纯环氧树脂的1.7倍;介电损耗、线膨胀系数随Al2O3含量的增加而减小,当Al2O3粉体质量分数为60%时,介电常数为3.71。同时,由于HLCP网格的存在,降低了材料的内耗,提高了复合材料的玻璃化转变温度,增强了电性能。     

十二水磷酸氢二钠纳米复合相变材料的过冷特性

研制了一种以十二水磷酸氢二钠（Na₂HPO₄·12H₂O）为主储能材料的中低温相变材料。通过添加成核剂纳米Al₂O₃、纳米TiO₂、纳米石墨粉、多壁碳纳米管和高分子分散剂聚丙烯酸钠（PAAS）对Na₂HPO₄·12H₂O改性。结果表明,多壁碳纳米管减少过冷度的同时会破坏Na₂HPO₄·12H₂O的相变特性,添加3%（质量分数）的纳米Al₂O₃可以减少40.7%的过冷度,添加4%的纳米TiO₂可以减少44.6%的过冷度,添加4%的纳米石墨粉可以减少62.3%的过冷度。对于添加3%纳米Al₂O₃的复合相变材料,PAAS浓度对过冷度无影响;对于4%纳米TiO₂的复合相变材料,添加4% PAAS过冷度最低为3.2℃,减少了76.1%;对于4%纳米石墨粉的复合相变材料,2% PAAS过冷度最低为1.2℃,减少了90.7%;纳米石墨粉/PAAS/Na₂HPO₄·12H₂O三元复合相变材料经过100次循环实验后,发现具有较好的热稳定性。     

Mechanism of Self-Propagating High-Temperature Synthesis of AlB2–Al2O3 Composite Powders

Refractories and Industrial Ceramics - The mechanism of self-propagating high-temperature synthesis (SHS) of AlB2–Al2O3 composite powders was studied using the combustion front quenching...     

添加铝对机械活化辅助合成Ti_3SiC_2粉末的影响(英文)

以Ti,Si,TiC并添加Al的混合粉末为原料,采用机械活化辅助自蔓延合成法制备了Ti3SiC2粉末。研究表明,机械活化过程可将原料的粒度尺寸细化至10μm以下,反应物活性提高,并能激发自蔓延合成反应生成Ti-Si,SiC,TiCx等中间相。在上述条件下,合成单相Ti3SiC2粉末的温度可降至1350℃。反应机理为:Al作为脱氧剂通过抑制其它元素的氧化来促进主相的生成,且在反应物中优先熔化形成局部微小熔池,加速了反应物的扩散并生成TiCx和Ti5Si3中间相,从而促进Ti3SiC2粉末的生成。     

Al@GAP复合粒子对LLM-105热分解性能的影响

为防止铝粉在存储中氧化失活,同时为含铝炸药配方设计提供借鉴,采用聚叠氮缩水甘油醚(GAP)对不同尺寸Al粉(平均粒径分别为50nm和1~2μm)进行包覆改性,获得Al@GAP复合粒子;采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)表征其形貌;用差示扫描量热法(DSC)对不同质量比的(Al@GAP)/LLM-105混合体系的热分解过程进行了研究。结果表明,采用两步包覆法获得了不同尺寸Al粉表面包覆GAP的核壳结构复合粒子;相较于包覆前的微米级Al粉,加入GAP包覆的纳米Al粉后混合体系的热分解峰温明显降低;当Al粉质量分数大于10%时,GAP包覆后的(Al@GAP)/LLM-105混合体系的熵变(ΔS~≠)和焓变(ΔH~≠)较Al/LLM-105混合体系有所减小;(Al@GAP)/LLM-105混合体系的活化能、热爆炸临界温度及热力学参数ΔS~≠和ΔH~≠随纳米Al粉含量的增加而降低,当Al粉质量分数为30%时,较LLM-105分别降低4kJ/mol、3℃、4.3J/(mol·K)、4.2kJ/mol。     

化学组成对轻烧镁铝尖晶石结构与性能的影响

相比传统电熔镁铝尖晶石和烧结镁铝尖晶石,轻烧镁铝尖晶石晶格畸变大,反应活性高,所制备的铝镁浇注料抗渣渗透性更好。本文以工业氧化铝和轻烧镁砂细粉为原料,在1 600 ℃下烧结合成Al₂O₃质量分数在68%~76%的富镁尖晶石(68%和70%)、正尖晶石(72%)和富铝尖晶石(76%)试样,研究Al₂O₃含量对尖晶石试样常温物理性能、物相组成、晶体结构参数和显微结构的影响。结果表明:Al₂O₃含量的增加提高了试样的显气孔率;富镁尖晶石试样的物相为尖晶石和少量方镁石,其余试样只有尖晶石相;富铝尖晶石的晶格畸变大于富镁尖晶石和正尖晶石,晶粒尺寸和平均孔径小于富镁尖晶石和正尖晶石。     

不同负载铁基载氧体的制备与性能研究

采用溶胶凝胶法制备了负载Al2O3、ZrO2和MgAl2O4的铁基载氧体,其中活性组分含量为70%,惰性载体含量为30%。高温煅烧后的铁基载氧体中活性组分为Fe2O3,相应的惰性载体物相分别为Al2O3、ZrO2和MgAl2O4,活性组分未与惰性负载发生固相反应。采用热重分析仪对铁基载氧体的还原反应活性和循环稳定性进行了测试。结果表明,负载Al2O3的铁基载氧体的还原反应活性最高,且在7周期循环中保持着95%以上的还原转化率和氧化转化率,是理想的载氧体材料。     

TiAl对燃烧合成Ti_2AlC的影响

以单质粉末Ti,Al和炭黑为原料,添加一定量燃烧合成法自制的金属间化合物TiAl,在保持总配方中Ti2AlC化学计量比不变时,研究了TiAl对燃烧合成产物的影响。结果表明:不添加或添加质量分数为20%～35%的TiAl,燃烧合成产物的主晶相均为Ti3AlC2,只含有少量Ti2AlC。产物中Ti3AlC2量随添加TiAl量增加而增加,而Ti2AlC相的含量基本不变。生成Ti2AlC和Ti3AlC2的反应是Ti-Al-C燃烧反应体系中的平行反应,实验中生成Ti3AlC2的速率大于生成Ti2AlC的速率。金属间化合物TiAl不是控制燃烧合成Ti2AlC反应速率的物质,而是控制燃烧合成Ti3AlC2反应速率的物质之一。从化学反应动力学和热力学角度探讨了TiAl对Ti-Al-C体系燃烧合成过程的影响机理。