ZrO2-CaO-BN复合材料抗氧化性的研究

为解决浸入式水口的结瘤问题 ,采用热压烧结方法制备了ZrO2 -CaO -BN复合材料 ,讨论了其氧化动力学过程 ,推导了氧化速度和氧化温度的数学关系式 ,并研究了其抗氧化性能及氧化层产物的显微结构。实验表明 :ZrO2 -CaO -BN复合材料在 90 0℃以下有很好的抗氧化性 ,而在 12 0 0℃以上氧化明显加剧 ;135 0℃时 ,材料的氧化产物主要由Ca3 B2 O6组成 ;ZrO2 -CaO -BN材料的氧化规律服从反应控速 -混合控速 -扩散控速 3段模型。     

ZrB2-SiC复合材料抗氧化性能研究

通过变温氧化增重试验和恒温氧化增重试验，研究了烧结温度对热压烧结制备的ZrB2-SiC复合材料的抗氧化性能的影响。结果表明：当烧结温度为1750℃时，ZrB2-SiC复合材料的抗氧化性能最好，且该材料的抗氧化性能明显高于单相ZrB2材料。这归结于高温下ZrB2-SiC复合材料表层被氧化形成SiO2和ZrO2保护膜，阻止了材料的进一步氧化，从而提高了ZrB2复合材料的抗氧化性能。     

碳复合砖抗氧化性能研究

对高炉炉缸炉底用碳复合砖在空气环境下的抗氧化性能进行热力学分析和动力学分析.热力学分析结果表明,温度在800～1100 K内,主要发生的是C的氧化反应;温度在1100～1500 K内,主要发生的是SiC的氧化反应和石墨C的氧化反应.氧化实验结果表明,温度为600℃时,反应始终由C-O反应控速;温度为800℃以上时,控速环节逐渐转变为O2的扩散,且随着温度升高,O2扩散的阻力越大.     

MgAlON结合耐火材料的氧化动力学研究

借助于微量热天平 ,通过非等温氧化实验和在不同温度下进行等温氧化实验 ,研究了MgA lON结合耐火材料的氧化行为和氧化动力学。研究结果表明 ,MgAlON结合刚玉耐火材料比MgAlON结合尖晶石耐火材料易于氧化。MgAlON结合尖晶石耐火材料的氧化规律为化学反应速度控制阶段 -混合控速阶段 -扩散速度控制阶段。而MgAlON结合刚玉耐火材料试样的氧化规律为化学反应速控-扩散速控。     

C—SiC—B4C复合材料的非等温氧化

研究B4C／SiC值不同的三种C－SiC－B4C复合材料在非等温氧化过程中的失重／增重行为。发现B4C／SiC值不同．复合材料的氧化行为有较大差异．当B4C／SiC值为0．2时,复合材料在773～1573K的实验温度区间内表现为净失重;当B4C／SiC值为0．4和0．6时,则在不同的温度区间出现不同程度的增重现象,B4C／SiC值越大,增重越明显;高温（1473K以上）氧化时,B4C／SiC值越大则氧化速率越大。SEM观察到复合材料氧化后．表面生成完整或部分完整的氧化物玻璃保护层,其完整程度大致与复合材料的氧化失重结果相一致。     

裂解升温速率对C／C—SiC复合材料性能的影响研究

以聚碳硅烷(PCS)为先驱体,采用先驱体浸渍裂解(PIP)工艺制备了C/C-SiC复合材料,研究了先驱体转化过程中不同裂解升温速率对材料力学和抗氧化性能的影响。结果表明:以较低的裂解升温速率制备的C/C-SiC复合材料的力学和抗氧化性能较好。采用20℃/h裂解升温速率制得的C/C-SiC复合材料的弯曲强度达278 MPa,在1400℃氧化2 h后,失重率为3.1%。     

废弃碳纤维/环氧树脂复合材料的热解特性及动力学研究

采用热重分析仪对废弃碳纤维/环氧树脂复合材料(CF/EP复合材料),分别在升温速率为6. 67℃·min~(-1)、10℃·min~(-1)和13. 33℃·min~(-1)下进行热解,考察了不同气氛及不同升温速率对CF/EP复合材料热解的影响。结果表明:升温速率和反应气氛对废弃CF/EP复合材料热解过程及特性有重要影响;废弃CF/EP复合材料在氮气氛下热解反应速率较快阶段只有一个阶段,为第一失重阶段,且为一级反应模式。废弃CF/EP复合材料在空气氛下的热解反应速率较快阶段有两个阶段,第一失重阶段为二级反应模式,第二失重阶段为0. 5级反应模式;空气氛下热解第一失重阶段在相同分解温度下与氮气氛下热解反应机理不同;提高升温速率可显著增加废弃CF/EP复合材料热解的表观活化能和指前因子;经外推法可知,氮气氛表观活化能为55. 84 kJ·mol~(-1),空气氛第一失重阶段表观活化能为39. 24 kJ·mol~(-1),第二失重阶段表观活化能为-8. 62 kJ·mol~(-1)。     

难熔金属加入对炭/炭复合材料抗氧化性能的影响

合成了一种新型含锆先驱体,采用液相浸渍-炭化工艺循环制备含锆C/C复合材料,借助红外扫描、热失重分析、X射线衍射等检测手段对先驱体热处理过程中的结构变化进行分析;对复合材料进行恒温氧化失重率测定,并采用扫描电子显微镜观察氧化前后复合材料的微观形貌。结果表明:锆元素在复合材料中分布较为均匀,在1 000℃处理后形成C/C-ZrO2复合材料,这种复合材料的起始氧化温度可达631.1℃,较纯C/C复合材料的氧化温度提高了约300℃,且ZrO2含量增加能显著提升复合材料的抗氧化性能。     

中高温下SiAlON-SiC和Si3N4-SiC材料的氧化行为

通过研究SiAlON-SiC和Si3N4-SiC制品在1073K、1123K、1173K和1223K空气中氧化100h后的动态质量变化及氧化前后显气孔率、体积密度和孔径分布的改变来反映制品的抗氧化性能。结果表明,浇注成型SiAlON-SiC(简称CS)试样抗氧化性能最好,压力成型SiAlON-SiC(简称PS)试样次之,压力成型Si3N4-SiC(简称PN)试样最差。动力学分析发现,制品氧化前期符合界面反应控速模型,氧化后期符合扩散控速模型,且前后期的反应速度常数k都符合关系:kPN>kPS>kCS,k1223K>k1173K>k1123K>k1073K。     

CVD-SiC涂层对C/C-SiC抗氧化性能及弯曲强度的影响

以针刺预制体为胚体制备C/C-SiC复合材料,在材料表面制备CVD-SiC涂层,研究涂层及未涂层试样的抗氧化性能及弯曲性能。结果表明:在1 500℃恒温氧化0.5 h和1 h后,C/C-SiC复合材料的氧化失重分别为20.64%和43.85%,弯曲强度分别为91.9 MPa和63.1 MPa;而CVD-SiC涂层C/C-SiC复合材料失重率分别为5.83%和6.43%,弯曲强度分别高达150 MPa和129 MPa。SiC涂层有助于在材料表层氧化形成大量SiO_2保护膜,阻止了材料内部的进一步氧化,从而提高了复合材料的抗氧化性能和力学性能。