烧结温度对ZrSiO4-Mullite复合涂层组织结构及抗氧化性能的影响

在前期研究工作基础上,借助XRD、体式显微镜等组织结构表征途径和等温氧化实验技术,系统研究了烧结温度（1500--1700℃）对ZrSiO4-Mullite涂层组织结构和抗氧化性能的影响。结果表明：不同温度下烧制的涂层均由ZrSiO4、Mullite和ZrO2三种物相构成。烧结温度提高,涂层内的Mullite相含量增大、ZrSiO4和ZrO2含量减少,而涂层缺陷数量则先减后增。1600℃下烧制的ZrSiO4．Mullite复合涂层致密、完整,涂层缺陷少,抗氧化性能最佳。同时,提高烧结温度有利于改善ZrSiO4-Mullite复合涂层内的层问结合,增强涂层的抗热震能力。     

烧结助剂Al2O3对热压烧结C—B4C—SiC复合材料性能的作用

本文对添加和未添加Ａｌ２Ｏ３粉的热压Ｃ－Ｂ４Ｃ－ＳｉＣ复合材料进行了研究，发现添加Ａｌ２Ｏ３能使复合材料的密度，强度提高，电阻率下降，材料的各项性能优于石墨。     

碳/碳复合材料高温抗氧化涂层的研究进展

抗氧化涂层体系主要用于高温长时间抗氧化的情况,是当前研究的重点。文章主要对复合涂层体系进行了综述,重点阐述了双层复合涂层、多层复合涂层、梯度复合涂层和晶须增韧复合涂层,并对目前涂层体系存在的不足及今后研究的方向进行了阐述。     

C－B_4C－SiC复合材料抗氧化性能的研究

对碳／陶瓷复合材料（Ｃ－Ｂ＿４Ｃ－ＳｉＣ）的抗氧化性能进行了研究，结果表明：Ｃ－Ｂ＿４Ｃ－ＳｉＣ复合材料抗氧化性能比碳素材料大大提高，而且烧结助剂对Ｃ－Ｂ＿４Ｃ－ＳｉＣ复合材料的抗氧化性能影响很大。在复合材料中分别加入了Ａｌ，Ａｌ＿２Ｏ＿３，Ｎｉ，Ｔｉ，ＴｉＣ，Ｓｉ等不同烧结助剂，发现添加Ｎｉ的材料抗氧化性能最佳，经１０００℃氧化１５ｈ后，氧化度小于０．５％；加入Ｔｉ，Ｓｉ和ＴｉＣ的次之，不加烧结助剂的又次之，加入Ａｌ和Ａｌ＿２Ｏ＿３的最差。     

烧结助剂对碳化硼陶瓷性能的影响

以氧化铝、活性碳为烧结助剂,以碳化硼为基体、采用真空热压烧结技术制备碳化硼陶瓷。研究成分配比、烧结工艺对烧结体致密度及力学性能的影响;探讨了添加剂碳化硼陶瓷的烧结机理。结果表明,以氧化铝、活性碳为烧结助剂,采用真空热压烧结工艺,制备出碳化硼陶瓷;碳化硼烧结的最佳材料配方与烧结工艺:B4C:Al2O3:C=70:15:15,烧结温度1930℃,压力20MPa,保温时间1h;所得碳化硼烧结体性能:开口气孔率1.49%,相对密度为90.33%,抗弯强度为144.27MPa,硬度(HRA)95。     

碳纤维增强碳复合材料高温抗氧化硅基陶瓷涂层的研究进展

碳纤维增强碳(carbon fiber reinforced carbon,C/C)复合材料抗氧化问题一直是国际材料界研究的热点。硅基陶瓷作为C/C复合材料抗氧化涂层,是目前研究最深入的涂层体系。综述了国内外近几年C/C复合材料高温抗氧化硅基陶瓷涂层的研究进展,总结了C/C复合材料高温抗氧化硅基陶瓷涂层的制备工艺和对已有工艺的改进方法,分析了硅基陶瓷涂层在高温空气中、燃烧环境中的氧化失效机理。结合硅基非氧化物陶瓷(SiC,Si3N4等)环境障碍涂层的发展,展望了C/C复合材料在复杂环境中抗氧化涂层的研究方向。     

烧结温度对防氧化涂层性能影响研究

研制了一种以磷酸盐涂层和陶瓷涂层相结合的新型复合防氧化涂层,针对不同的烧结温度研究了这种复合涂层的防氧化性能。结果表明：在700℃静态氧化30h后,800℃烧结的复合涂层试样的氧化失重率最小,为0．99％,经过900℃、3min←→室温、2min30次和1100℃、3min←→室温、2min10次连续热震后,其氧化失重率仅为0．31％,氧化速率为1．34×10^-7g·cm^-2·s^-1。SEM观察结果显示不同烧结温度制备的涂层表面微观形貌明显不同,800℃烧结的涂层表面完整致密,氧化后涂层仍然保持完好,没有脱落,说明该涂层与炭基体的结合性能以及热稳定性能良好,适合作为飞机炭刹车副的防氧化涂料。     

烧结助剂及增强相对氮化硅陶瓷材料性能的影响

氮化硅陶瓷基复合材料由于其优异的性能广泛运用于市场各领域.本文概述了制备氮化硅陶瓷基复合材料常用的几种烧结助剂和增强相,综述了烧结助剂对材料烧结过程的影响以及几种常用增强相的研究现状及增韧机理,最后对氮化硅陶瓷基复合材料未来的发展趋势和研究方向进行了总结与展望.     

烧结助剂对AlN陶瓷制备及性能的影响

用三组烧结助剂[多壁碳纳米管(multi-wall carbonnanotube,MWNT)、Y2O3-CaF2及MWNT-Y2O3-CaF2]在1600℃低温烧结AlN陶瓷,测试AlN陶瓷烧结密度、热性能和电性能,分析其物相变化和微观结构。结果表明:外添加剂在低温能明显促进AlN陶瓷致密化及晶粒生长发育,并且用合适的埋粉和保护气氛可以防止AlN陶瓷在烧结过程中发生氧化,其中添加质量分数(下同)1%MWNT-3%Y2O3-2%CaF2作烧结助剂,于1600℃保温4h可以制备相对体积密度为97.2%,热导率为138.57W/(m·K),同时具有较低相对相对介电常数的AlN陶瓷,即在低温无压条件下制备性能较高的AlN陶瓷。     

纳米炭黑复合粉体抗氧化涂层的制备及其性能

制备了一种使用温度约1500K的炭/炭复合材料抗氧化复合涂层,它由纳米炭黑与氮化硼和陶瓷相阻挡层构成。通过与单一陶瓷相涂层的对比试验研究了它的抗氧化机理。涂覆有该复合涂层的炭/炭复合材料试样在空气中1500K下氧化10h的失重为12.37wt%,氧化失重率为4.24×10^-5g/cm²·min,而且其氧化失重率随氧化时间延长而降低;4小时内经过30次从1500K至室温急冷急热循环后失重为6.38wt%,涂层基本完好,说明涂层在不超过1500K温度时具有良好的抗氧化性和抗热震性能。该种涂层适合于中温下炭/炭复合材料的抗氧化保护。     

金属共掺杂对树脂炭结构及抗氧化性能的影响

以热固性酚醛树脂和金属铝粉为原料、纳米镍为催化剂,采用机械搅拌法制备了金属铝和纳米镍共掺杂酚醛树脂,研究了金属铝和纳米镍共掺杂对树脂炭结构及其抗氧化性能的影响。结果表明:在埋炭气氛下,树脂材料内部CO分压较高而无氮化物存在,体系属于Al-C-O系统;随着温度的升高,氧分压增大,Al2O3(s)相的稳定区间增大。900℃炭化后体系中生成纳米碳管和Al3C4晶须,1 000℃处理后有Al3C4晶须和Al2O3颗粒同时存在。当温度升高到1 200℃时,Al3C4相消失,Al2O3晶须生成量增加。随着热处理温度升高,纳米碳管的直径从60 nm增大到100 nm。添加金属铝粉和纳米镍后,掺杂改性树脂炭化后炭产物的氧化峰值为664.6℃,相比单一掺杂,氧化峰值温度提高了约122℃,增幅达到22%。     

Ni—ZrO2复合镀层的形成及其高温氧化性能

试验结果表明在Ni-ZrO_2复合镀层的形成过程中,当电流密度<2A/dm~2时,ZrO_2共沉积量将随着电流密度的增大而增加;而当电流密度>2A/dm~2时,ZrO_2共沉积量将随着电流密度的增大而减小,?这个趋势较不明显.前者的律速步骤是第二吸附步骤——强吸附;而后者是由第一吸附步骤——弱吸附控制.含有ZrO_2的复合镀层的氧化速度明显低于纯Ni镀层,并且随着复合镀层中ZrO_2含量的增加,它的氧化速度也相应随之降低.含有5.6%ZrO_2复合镀层和纯Ni镀层相比较,它的高温抗氧化能力可以提高约1～3倍.     

Effect of ZnO on Oxidation Resistance of Low Carbon MgO-C Refractories

Al-containing low carbon MgO- C refractories were prepared using 70%( in mass,the same hereinafter)fused magnesia( ≤3 mm),24% fused magnesia powder( 0. 074 mm),3% flake graphite,3% Al powder and 4% phenolic resin( extra-added) as the basic formulation. Influence of ZnO addition on oxidation resistance of the materials was investigated by adding 1%ZnO to substitute fused magnesia powder. The relationship between in-situ formed spinel and ZnO in the matrix was discussed by comparing apparent porosity, cold crushing strength,and phase evolution of the materials matrix. The oxidation resistances of the two materials were compared by observing the formed dense MgO layer between the decarburized layer and the original layer.The result shows that adding ZnO in MgO- C refractories accelerates the in-situ formation of ZnAl2O4spinel and the formation of dense MgO layer,thus improves the oxidation resistance of the low carbon MgO- C refractories.     

炭/炭复合材料抗氧化研究现状

总结了炭/炭复合材料抗氧化研究现状,重点介绍了抗氧化涂层的制备方法,包括包埋浸渍法、化学气相沉积(CVD)、溶胶-凝胶法(Sol-Gel)和水热电沉积法以及近几年针对抗氧化涂层开裂问题各国学者的最新研究成果。提出了炭/炭复合材料抗氧化研究今后努力的方向。     

钼电极表面玻璃基防氧化涂层的研究

针对钼在高温下极易氧化的问题,开发了一种在烤窑时防止钼电极被氧化的玻璃基涂层.该涂层是以钡硅酸盐玻璃为主体,以Cr2O3为难熔填料,加入有机粘结剂,用松油醇做溶剂,配制成悬浮液,采用刷涂法涂覆于钼电极表面.研究了Cr2O3的添加量对涂层防氧化性能的影响.通过能谱(EDS)和恒温失重分析,比较了有涂层和无涂层保护时,钼基体表面氧含量的差异.结果表明,该涂层在较宽的温度范围内对钼电极有很好的保护作用.     

电压对铝基复合材料表面微弧氧化膜性能的影响

对铝基复合材料进行了微弧氧化处理。采用扫描电子显微镜、能谱仪、电化学工作站、涂层附着力自动划痕仪等仪器,研究了电压对微弧氧化膜性能的影响。结果表明:当电压为400 V时,微弧氧化膜最为平整、均匀,耐蚀性最好,表面结合力最强。     

Improvement in the Oxidation Resistance of Oxide-Matrix Silicon Carbide-Particulate Composites by Mullite Infiltration

A SiC–∼50 vol% mullite-particulate composite fabricated by melt infiltration was found to exhibit excellent oxidation resistance at temperatures >1500°C in air. Cristobalite was found on the surface of samples after 100 h oxidation at temperatures of 1515°, 1620°, and 1650°C. The oxidation rate constant at 1515°C was almost comparable to hot-pressed bulk SiC, and at least 1 order of magnitude lower than the lowest value for the oxide-matrix SiC-particulate composites made by conventional processes, as reported in the literature and made by melt infiltration in the present study.     

炭黑表面改性对硅酸锆包裹炭黑色料的影响

本文以无水四氯化锆和正硅酸乙酯为前驱体,氟化锂为矿化剂,炭黑为着色剂,研究了炭黑的硝酸氧化改性和表面活性剂改性对炭黑悬浮液的稳定分散和硅酸锆包裹炭黑(ZrSiO4/C)色料黑度的影响.电动电位(Zeta电位)、红外(FTIR)、白度仪、扫描电镜(SEM)、紫外-可见分光光度计分析测试的结果表明:硝酸氧化改性炭黑表面含氧官能团增多,并且颗粒表面带电量发生改变,有助于炭黑的悬浮和硅酸锫对炭黑的包裹;聚乙烯醇缩丁醛(PVB)的空间位阻作用和增大体系粘度的双重效应有利于炭粉在乙醇中的稳定悬浮;聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、十二烷基硫酸钠(SDS)和十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)通过静电机理和空间位阻作用使炭粉在水中稳定悬浮,但考虑到对炭黑悬浮液Zeta电位的改变,PVP和SDS更有利于硅酸锆溶胶对炭黑的包裹.     

SiC梯度涂层的制备及其氧化行为研究

采用料浆烧结法在石墨表面制备SiC抗氧化涂层。研究涂层在1200℃、1300℃和1400℃高温下的氧化行为。结果表明,该涂层系统在1200℃具有较佳的抗氧化性能,在空气中氧化10 h,其重量的损失率仅为0.36%;随着氧化温度的提高,涂覆试样的抗氧化性能降低,并从微观结构上分析和解释此涂层在不同氧化温度下的氧化行为。