高压烧结AlN（Y2O3）陶瓷的物相组成分析及热导率

用国产六面顶压机在5.0GPa,1300℃～1800℃条件下实现了以Y2O3为烧结助剂的AlN陶瓷体的高压烧结.用XRD对AlN高压烧结体的相组成进行了表征.研究表明:高压制备陶瓷体材料能够有效降低烧结温度和缩短烧结时间,可比传统烧结方法降低400℃以上.Y2O3是AlN有效的低温烧结助剂,在1300℃、1400℃烧结的AlN陶瓷体材料第二相物质以YAlO3和 Y4Al2O9为主.当烧结温度高于1600℃,AlN陶瓷的第二相物质主要以Y3Al5O12为主.烧结条件为5.0GPa/1700℃/75min,样品的热导率可达135W/(m·K).     

Ce_(0.8)Y_(0.2)O_(1.9)氧化物的烧结及晶粒生长动力学研究

通过对Ce0.8Y0.2O1.9(YDC)素坯烧结行为的考察,得到了试样的密度、晶粒大小随烧结温度(1000~1500℃)的变化规律。利用扫描电子显微镜对烧结体的晶粒尺寸分布进行统计分析表明:Ce0.8Y0.2O1.9晶粒生长在两个烧结温度区域内分别遵循不同的速率方程,在1000~1300℃较低的温度范围内,晶粒成长的活化能较小(171.1 kJ/mol),即烧结温度对晶粒成长的影响较小;在1300~1500℃较高的温度范围,晶粒生长的活化能较大(479.8 kJ/mol),即晶粒成长对烧结温度的高低表现为非常敏感,并且晶粒尺寸分布显著宽化。烧结体的密度在1000~1400℃范围内随温度的升高几乎直线上升,在1400℃时相对密度达98.5%,1400℃以上则提高的幅度变得很小。     

TiO2加入量对铝镁质干式捣打料性能的影响

以电熔白刚玉、电熔镁砂、活性Al2 O3微粉为主要原料,以TiO2为烧结剂,分别在1300℃、1400℃、1500℃和1600℃热处理3 h制备铝镁质干式捣打料.研究了TiO2加入量、热处理温度对捣打料物相、烧结性能、力学性能及显微结构的影响.结果表明,适量TiO2的引入能显著促进铝镁质干式捣打料的反应烧结,常温和高温...     

α-Al2O3纳米粉对高纯刚玉砖烧结性能的影响

研究了在刚玉砖基质中分别引入0.5%,1%,2%和3%的α-Al2O3纳米粉及分别引入4%,8%和12%的α-Al2O3微粉时对高纯刚玉砖烧结性能的影响.检测试样于1100℃、1300℃、1400℃、1500℃、1600℃和1700℃保温5 h热处理后的体积密度和强度,并用扫描电镜观察其显微结构.结果表明同时加入α-Al2O3纳米粉和α-Al2O3微粉可以促进固相烧结,改善制品烧结性能,使烧结温度降低200～400℃;当α-Al2O3纳米粉加入量为1%～2%,α-Al2O3微粉加入量为4%～8%时,烧结温度可降到1400～1500℃,此时,试样的体积密度和强度达到最佳值.其烧结机理是以扩散传质为主的固相烧结.     

烧结工艺和粘结剂对SiC泡沫陶瓷网络结构的影响

主要阐述了SiC基泡沫陶瓷的结构、性能、制造工艺和应用前景。使用了有机前驱体浸渍法制备SiC基泡沫陶瓷,通过比较在不同条件下(不同粘结剂含量和烧成温度保温时间)试样的常温耐压强度、热震稳定性、容重和孔隙率等性能参数,并用扫描电镜(SEM)对泡沫陶瓷显微结构进行了形貌分析,系统的分析实验条件对试样的影响。实验结果表明:SiC基泡沫陶瓷在1 450℃时的烧结保温3 h比保温2 h和4 h的热震次数多和抗压强度高;粘结剂的加入能够有效提高坯体的挂浆效果,较高温度烧结会导致烧结体产生大量玻璃相,降低其耐火度和高温强度。在1 450℃保温3 h粘结剂加入量为8%的SiC基泡沫陶瓷抗压强度为0.632 MPa,900℃加热、20℃水急冷其热震次数高达16次。烧结温度为1 450℃时制备的SiC基泡沫陶瓷过滤器具有较好的综合性能。     

Al_2O_3-Si材料加热过程中物相组成和显微结构研究

以电熔刚玉骨料和细粉为主要原料,引入5%～8%的Si粉,以纸浆废液为结合剂制备了Al_2O_3-Si材料.研究了Al_2O_3-Si材料埋碳加热(1000～1600 ℃)过程中物相组成和显微结构的变化.结果表明: 1200 ℃烧后,Si开始与CO反应生成晶须状SiC,且晶须相互交叉连锁.1300～1400 ℃烧后,SiC晶须生成量明显增加,且发育长大,形成交叉连锁的网络填充在刚玉骨架结构中.1400 ℃烧后试样中还出现少量O'-SiAlON晶体.1500～1600 ℃烧后,SiC晶体发育长大,呈枝杈状和弯曲状.1400～1500 ℃烧后残留Si已熔化,发生塑性变形,起助烧结作用.     

颗粒稳定泡沫法制备钢渣泡沫陶瓷

以钢渣为原料,没食子酸正丙酯(PG)为表面活性剂,采用颗粒稳定泡沫法制备钢渣泡沫陶瓷.研究了钢渣含量、表面活性剂的添加量和烧结温度对泡沫陶瓷显微结构和力学性能的影响.结果 表明,采用颗粒稳定泡沫法能够制备出稳定的钢渣陶瓷泡沫,其稳定性与pH值和PG浓度有关.通过调整钢渣含量和烧结温度,可以很好地控制泡沫陶瓷的气孔率和耐压强度.钢渣含量为40％(质量分数),烧结温度为1 200℃时,得到的钢渣泡沫陶瓷气孔率为70.03％,耐压强度为3.08 MPa.     

制备矾土基莫来石均质料加热过程变化的研究

研究了矾土为原料,部分配以适量煤矸石及加入少量Al2O3,制备矾土基莫来石均质料的加热过程线收缩率、显气孔率、相组成和显微结构的变化。结果表明,其加热过程一般分为三个阶段:(1)1000℃～1200℃,一次莫来石已经形成,试样收缩、气孔率降低。(2)1200℃～1500℃,二次莫来石化阶段,液相已经出现。其中,1300℃～1400℃,二次莫来石大量生成,试样膨胀、气孔率增加。(3)1500℃～1700℃,液相烧结阶段,试样收缩和气孔率下降较快。根据XRD图谱可判断低温阶段(<1400℃)形成的莫来石的结晶度,而对高温阶段则较困难,原因为高温形成的莫来石衍射峰变化很小;显微结构观察表明,随温度升高,莫来石晶体发育不断完善,从片状晶体(1200℃)到发育较差的柱状(1500℃),直至发育完善长大柱状晶体(1700℃),并由其构成交错连续的网络结构。     

Al_2O_3-Si材料埋炭加热过程中性能和显微结构的变化

以电熔刚玉(骨料和细粉)和Si粉(加入质量分数为5%或8%)为原料,以纸浆废液为结合剂,压制成Al2O3-Si样坯,在1000～1600℃埋炭加热后,检测其物相组成、显微结构和性能的变化。结果表明:(1)1100℃以前物相和结构没有变化;(2)1200℃烧后,Si开始与CO反应生成晶须状SiC,且晶须相互交叉连锁,材料开始烧结,其高温抗折强度和抗热震性明显提高;(3)1300～1400℃烧后,SiC晶须生成量明显增加,且发育长大,形成交叉连锁的网络结构填充在刚玉骨架中,材料烧结良好,具有更高的高温强度和更好的抗热震性,而且1400℃烧后试样中还出现少量O’-SiAlON晶体;(4)1500～1600℃烧后,SiC晶体发育长大,呈枝杈状和弯曲状,SiC生成量略有增加,试样的高温强度和抗热震性变化不明显,表明在此温度范围材料烧结基本完成。     

南非红柱石细粉的烧结行为和莫来石化研究

采用南非红柱石细粉(粒度≤0.088mm)为原料,粉体在200MPa下成型为36mm×10mm试样,选择煅烧温度为1200～1600℃(温度间隔50℃),研究了南非红柱石细粉的烧结行为。通过对试样烧后线变化率、体积密度、显气孔率及XRD分析数据进行处理,分析了红柱石分解和莫来石化反应的行为特征。结果表明:1200℃左右已有莫来石生成;1500℃红柱石分解完全。随着温度的升高,红柱石和莫来石两者的消长主要出现在1300～1400℃,而反应过程有如下先后顺序:材料膨胀,红柱石分解,莫来石生成。温度低于1400℃,莫来石化反应膨胀和基质烧结同时存在,出现局部膨胀和局部烧结排除气孔共存的现象,导致显气孔率的变化趋势与烧后线变化率及体积密度的变化趋势不对应。高于1450℃,液相促进烧结起主导作用,材料大幅度收缩。1400℃煅烧后试样的线收缩率最小。