网络互穿型碳化硅陶瓷/铁基复合材料制备及其耐磨性能

通过酚醛树脂固化、碳化及原位硅化的技术制备复杂形状SiC陶瓷,并利用金属浇注工艺制备出了以高锰钢、高铬铸铁为基体的2种网络互穿型SiC陶瓷/金属复合材料。借助湿式橡胶轮摩擦磨损试验机和UMT-3多功能摩擦磨损试验机测试该2种复合材料及2种基体的摩擦学性能,并采用扫描电子显微镜分析了复合材料和基体磨损后的表面形貌。结果表明：由于SiC陶瓷体的强度、硬度比金属基体高,导致在磨损过程中2种基体材料的磨损量较大,且在复合材料表面形成微凸起,使得复合材料的耐磨性能明显提高;SiC陶瓷/高铬铸铁复合材料的耐磨性优于SiC陶瓷/高锰钢复合材料,但SiC陶瓷/高锰钢复合材料的界面结合更好。     

层状陶瓷复合材料的制备技术及其研究发展现状和趋势

层状陶瓷复合材料是以陶瓷材料为硬夹层,以氮化硼或石墨为软夹层,并且通过烧结工艺制备出具有层状结构的陶瓷复合材料.层状陶瓷复合材料具有较高的力学性能,良好的耐磨损性能和良好的耐腐蚀性能和良好的抗高温氧化性能等.层状陶瓷复合材料主要包括以氮化硼为夹层的层状陶瓷复合材料,还有以石墨为夹层的层状陶瓷复合材料.主要综述以氮化硼为夹层的层状陶瓷复合材料和以石墨为夹层的层状陶瓷复合材料的制备技术,物相组成,显微结构,力学性能和耐磨损性能,耐腐蚀性能和抗高温氧化性能以及其他性能等.并综述以氮化硼为夹层的层状陶瓷复合材料和以石墨为夹层的层状陶瓷复合材料的研究发展现状和发展趋势,并对层状陶瓷复合材料的未来研究发展趋势进行分析和预测.     

SiC/W层状复合材料的制备工艺与力学性能

研究了ＳｉＣ陶瓷片为基体层,金属Ｗ（界面层）为软层的仿生层状复合材料的制备及性能。采用凝胶铸（Ｇｅｌ－ｃａｓｔｉｎｇ）方法制备ＳｉＣ陶瓷层,采用喷涂的方法制备金属层,确定了金属喷涂的最佳工艺条件。研究了不同金属层层状复合材料力学性能的影响。并对层状复合材料的成分和微观结构进行分析。     

延性夹层层状陶瓷复合材料的研究进展

延性材料作为层状陶瓷复合材料的一种典型夹层材料,对层状陶瓷复合材料性能的提高具有独特的作用。本文从层状结构设计和制备、增韧机理、研究现状,以及存在的问题和发展前景等方面,对近年来采用延性金属和有机树脂作为夹层材料制备的层状陶瓷复合材料进行了综述。     

SiC基层状复合材料界面层的选择

利用凝胶注模成型SiC基体层 ,以喷涂法、流延法、金属箔法、浸涂法分别加涂W ,W -2 % (质量分数 ,下同 )Co ,Ta,BN界面层 ,通过热压烧结制备了SiC/W ,SiC/W -2 %Co ,SiC/Ta ,SiC/BN层状复合材料 .在复合材料高温制备过程中 ,金属W ,W -2 %Co ,Ta与SiC反应生成了碳化物和硅化物 ,失去了金属塑性 ,未能实现裂纹尾流区桥接、残余应力增韧等金属界面层层状复合材料赖以大幅度提高其强韧性的增韧机制 ,其增韧效果仅与BN陶瓷界面层的增韧效果相当 .此外 ,研究表明 ,提高基体层力学性能可以显著提高层状复合材料的强韧性 .制备的SiC/BN层状复合材料的室温三点弯曲强度为 72 9.86± 114 .0 2MPa、室温断裂韧性为 2 0 .5 8± 2 .77MPa·m1 /2 ,其主要增韧机制包括裂纹分叉钝化、裂纹偏转、裂纹并行扩展以及裂纹尾流区片层拔出等     

硼化钛基陶瓷/钛合金梯度纳米结构复合材料组织演化、损伤失效与抗弹性能研究

基于陶瓷/钛合金之间的熔化连接和原子互扩散,采用离心反应熔铸工艺成功制备出具有连续梯度特征的TiB_2基陶瓷/Ti-6Al-4V合金层状复合材料。该复合材料分为陶瓷基体、中间过渡区及金属基底三层结构,且陶瓷/钛合金层间原位形成以陶瓷相(TiB_2,TiC_(1-x))、Ti基合金相的尺寸和体积分数为特征的梯度纳米结构(微米?微纳米?纳米)复合界面。测试表明该复合材料层间剪切强度、弯曲强度、断裂韧性分别达到335MPa±35MPa、862MPa±45MPa和45MPa×m~(1/2)±15MPa×m~(1/2)。陶瓷/钛合金层间剪切断裂诱发TiB_2、TiB棒晶的自增韧机制及有限的Ti基合金延性相增韧机制,使层间剪切测试与三点弯曲测试得出的载荷/位移曲线均呈现出近乎线性上升趋势。对TiB_2基陶瓷、陶瓷/钛合金层状复合材料进行14.5军用制式穿甲弹DOP靶试,得出两种材料的平均防护系数分别为3.05和7.30。陶瓷/钛合金层间原位生成的梯度纳米结构复合界面不仅改善了陶瓷/钛合金之间声阻抗匹配,而且也使陶瓷/钛合金层间保持高的结合强度。陶瓷/钛合金层状复合材料遭受弹体冲击时,将诱发界面载荷传递与剪切耦合的双重效应,最终在表观上使陶瓷/钛合金层状复合材料的防弹性能得以显著提升。     

层厚比和硬夹层组成对B_4C-BNNTs/TiB_2-B_4C层状陶瓷复合材料性能的影响

以B_4C为基体层材料,BNNTs为基体层补强增韧剂,TiB_2为硬夹层,采用水基流延成型和热压烧结工艺制备了B_4C-BNNTs/TiB_2-B_4C层状陶瓷复合材料。研究了基体层与硬夹层的层厚比、硬夹层组成和烧结温度对层状陶瓷复合材料的显微结构和力学性能的影响。实验结果表明:当层厚比为1,硬夹层组份为80 wt%TiB_2+20 wt%B_4C,烧结温度为2050℃时,可以制备出力学性能良好的B_4C-BNNTs/TiB_2-B_4C层状陶瓷复合材料,其抗弯强度和断裂韧性分别达到570.54 MPa和7.74 MPa·m~(1/2)。     

流延法制备对称型ZrO2/不锈钢功能梯度材料

采用流延法制备了成分梯度为10%(体积含量,下同)的对称型ZrO2/不锈钢功能梯度材料,利用成分分布函数和经典层合板理论对成分和残余热应力的分布进行了设计分析,观察了其微观形貌,并对截面的显微硬度进行了表征.结果表明:采用流延法制备的对称型ZrO2/不锈钢功能梯度材料成分过渡良好,梯度层界面结合紧密,与对称型层状ZrO2/不锈钢复合材料相比,最大残余热应力减小,热应力缓和效果明显.     

PP/IFR/有机改性层状硅酸盐复合材料的制备

采用微波法制备了有机改性层状硅酸盐,用硅烷偶联剂A-172对其进行表面改性,然后采用熔融共混法制备了聚丙烯(PP)/膨胀阻燃剂/有机改性层状硅酸盐复合材料.对复合材料进行表征,并研究了有机改性层状硅酸盐对复合材料热稳定性、结晶性能和阻燃性能的影响.结果表明:改性层状硅酸盐在PP基体中分散良好;复合材料的热稳定性改善,当...     

二硼化锆超高温陶瓷的强韧化EI北大核心CSCD

以ZrB2为基体材料,分别采用添加SiC颗粒(SiCp)、SiC晶须(SiCw)和SiC晶片(SiCpl)作为增韧相,采用热压烧结技术制备了SiC/ZrB2陶瓷基复合材料,分析了不同增韧相的种类和添加量对ZrB2陶瓷强韧化效果的影响,并通过层状结构设计,采用放电等离子体烧结工艺制备出ZrB2基层状复合陶瓷材料,研究了层状结构对ZrB2陶瓷强韧化效果的影响。结果表明:添加SiC颗粒、晶须或晶片,采用热压烧结可以制备出接近完全致密的SiC/ZrB2陶瓷基复合材料;与单独添加SiC颗粒或晶须相比,同时添加SiC颗粒和晶须的增韧效果更加明显,而SiC晶片也可以起到较好的强韧化效果;通过层状结构设计,能够较大幅度地提高ZrB2陶瓷的断裂韧性,显示了很好的增韧效果。     

Development of thin palladium membranes supported on large porous 310L tubes for a steam reformer operated with gas-to-liquid fuel

Palladium membranes were prepared on large tubes (80 mm diameter and 150 mm length) of porous stainless steel supports (PSS) using a modified electroless plating technique. The morphology of the palladium layer was found to be depending on the container material of the coating apparatus. The use of PMMA resulted in compact palladium layers with smooth surfaces whereas PTFE led to inhomogeneous palladium coating with rough surface. Two different ceramic materials and coating methods were used to prepare an intermediate layer needed to prevent intermetallic diffusion between the palladium and the support at elevated temperatures. Wet powder spraying of TiO₂ followed by sintering resulted in a smoother surface than atmospheric plasma spraying of YSZ, thus allowing for a thinner palladium coating. Pd/TiO₂/PSS membranes showed about 4 times higher hydrogen permeances than Pd/YSZ/PSS membranes as a consequence of higher palladium thickness and lower porosity of the ceramic intermediate layer. The selectivity against nitrogen was comparable for both membranes. However, the YSZ intermediate layer showed better stability at elevated temperatures. Two membrane tubes were applied in the membrane reformer, which produced hydrogen successfully from a gas-to-liquid (GtL) fuel.     

凝胶--封孔法制备不锈钢表面陶瓷膜层

为改善不锈钢的抗高温氧化性和耐磨性,拓宽其应用范围,采用凝胶－－封也法在不锈钢表面制得陶瓷膜层。介绍了该方法的工艺过程,探讨了电沉积及封孔机理以及各因素对成膜过程的影响。该方法所得陶瓷膜层光滑平整,具有好的耐磨性及抗高温氧化性。     

电流密度对不锈钢热浸镀铝层微弧氧化的影响

采用在不锈钢表面热浸镀铝后再进行微弧氧化的方法形成氧化陶瓷层。通过调整直流电源的电流密度,研究了在5～25A/dm2范围内电流密度对微弧氧化陶瓷层厚度的影响。结果表明:增大电流密度使微弧氧化陶瓷层厚度明显增加。     

Joining of Zirconia Ceramic to Stainless Steel and to Itself Using Ag57Cu38Ti5 Filler Metal

The brazing of ZrO₂ ceramic to 1Cr18Ni9Ti stainless steel and to itself was performed using Ag₅₇Cu₃₈Ti₅ filler metal under a vacuum of 7 × 10^-3 Pa. The effects of interlayer copper on the ceramic to stainless steel joint strength, and the brazing temperature (1073 to 1323 K) and holding time (0 to 60 min) on ceramic to ceramic joint strength were investigated. The joint strength was evaluated by shear testing. An interfacial reaction layer between the ceramic and the filler metal was found, and the reaction products were δ-TiO and γ-AgTi₃. The joint strength of ZrO₂ ceramic to stainless steel was improved by using a layer of copper of a suitable thickness. The brazing temperature and holding time had a strong influence on the joint strength of ceramic to ceramic, and the joint strength was mainly controlled by reaction layer thickness and the properties of the reaction products. The maximum shear strength was obtained for brazing at 1123 K for 30 min and an interfacial reaction layer thickness of ∼4.4 μm.     

水性聚脲基膨胀型钢结构防火涂料的研究

为了提高水性膨胀型钢结构防火涂料的耐火性能,探究了水性成膜物质和各原料用量对耐火性能的影响。以低活性端氨基聚醚为关键原料,合成了非离子型水性聚脲,并以合成的水性聚脲为成膜物质制备了水性聚脲基膨胀型钢结构防火涂料。采用《超薄型钢结构防火涂料防火性能快速测试方法》对小试配方进行快速筛选,考察了水性聚脲、钛白粉和陶瓷纤维的添加量对其耐火性能的影响。结果表明：以水性聚脲 B为成膜物质,当水性聚脲添加量 20%、钛白粉添加量 16%、陶瓷纤维添加量 1. 0%时,制备得到的膨胀型钢结构防火涂料耐火性能最佳。对优选配方按照 GB 14907— 2018《钢结构防火涂料》进行耐火性能测试,耐火性能为 1. 27 h/1. 43 mm、1. 68 h/2. 05 mm和 2. 02 h/2. 79 mm,耐火性能较高。     

熔烧温度对Al-SiC硅酸盐基陶瓷涂层性能的影响

以硅酸盐溶液为基料,添加金属Al粉、SiC、TiO₂、玻璃料等陶瓷骨料,采用高温熔烧法在304不锈钢表面制备了硅酸盐基陶瓷涂层,使用扫描电子显微镜(SEM)、热重分析仪(TG)、X射线衍射仪(XRD)等研究了熔烧温度对涂层性能的影响。结果表明,涂层在700~1 100 ℃熔烧过程中,陶瓷涂层与金属基体之间呈冶金结合,伴随有Al₂O₃和TiO₂的晶相转变;涂层厚度为150 μm,并在800 ℃熔烧固化时,结合强度最高,为23.3 MPa;涂层经1 000 ℃高温熔烧后剩余固体含量为76.7%,表现出良好的耐高温性。     

粉煤灰超疏水不锈钢网的制备及油水分离

采用树脂粘接法,将硬脂酸修饰后的粉煤灰用环氧树脂粘接在不锈钢网骨架表面,制备了超疏水不锈钢网,并对其进行了TEM、SEM、FTIR和接触角等表征。结果显示：在高倍显微镜下改性后的超疏水不锈钢网表面呈一定粗糙度的微纳米分级结构,静态水接触角高达153°。此外,该超疏水不锈钢网具有良好的机械稳定性和超疏水耐久性,其表面经机械磨损试验100次后水静态接触角仍高达141°。该材料用于多种油/有机溶剂与水的混合液的分离中,分离效率均高于94%。     

涂覆工艺对金属基陶瓷涂层高温抗氧化性能影响的研究

将陶瓷粘结料与Cr2O3或重烧MgO制成料浆,采用刷涂、浸渍和喷涂三种涂敷方法和高温熔烧工艺制备金属基Cr2O3或MgO质高温抗氧化陶瓷涂层。研究了三种涂敷方法、涂层厚度对涂层试样高温抗氧能力的影响规律。结果表明:当料浆组成、涂层厚度和熔烧制度相同条件下,采用喷涂工艺所制备的涂层试样具有最佳的抗氧化能力,且Cr2O3和MgO质陶瓷涂层在1200℃、30h的抗氧化能力分别是金属基体的约62倍和16倍。采用SEM对涂层的显微结构进行了表征,揭示涂覆工艺与涂层结构和抗氧化能力之间的关系。     

SUPPRESSION OF RADIATIONS AT HIGH TEMPERATURES BY MEANS OF CERAMIC COATINGS*

A method was developed for measuring the emissivities of ceramic coatings and ceramic-coating materials with respect to oxidized stainless steel. The emissivities in the visible-red and near-infrared spectral regions were studied over a temperature range of 800° to 1600°F. The numerous materials investigated were found to cover an emissivity range from more than 100% to less than 10%. Lepidolite was the highest emitter, Uverite the lowest. Transmission of radiant energy decreased with coat thickness according to established laws. The transmission of radiant energy through coat-bonding glasses could be greatly influenced by composition. Every material has a characteristic tendency to emit radiations at a given temperature. High-temperature ceramic paints were found to be effective radiation suppressors and thermal insulators.