Si_3N_4的结构状态对放电等离子烧结制备Sialon陶瓷的影响

以纳米非晶-Si3N4、微米α-Si3N4、微米AlN、纳米Al2O3和纳米Y2O3为初始原料,采用放电等离子烧结工艺制备了Sialon陶瓷。通过调整配方中Si3N4对应原料的种类,研究了不同结构的Si3N4对合成Sialon陶瓷的影响。通过XRD和SEM对试样的物相和显微结构进行了表征,同时测试了试样的体积密度、抗弯强度、断裂韧性和维氏硬度。实验结果表明,配方中的Si3N4全部采用α-Si3N4,经SPS烧结后可获得α/β-Sialon陶瓷,当用纳米非晶-Si3N4逐步替换α-Si3N4时,所合成的Sialon陶瓷中的α-Sialon晶相的相对含量减少;当全部采用纳米非晶-Si3N4时,则试样中仅含有β-Sialon相。     

SiC(N)/Si3N4吸波材料的制备与性能

通过掺杂纳米SiC(N)吸收剂，采用无压烧结工艺，制备了SiC(N)／Si3N4复合型吸波材料。对材料进行了XRD、SEM及强度分析，结果表明：随着纳米吸收剂SiC(N)加入量的增加，材料的烧结性能趋于下降，表现为α-Si3N4的含量增多，柱状β-Si3N4的尺寸变小，材料气孔增大，强度降低。     

烧结助剂MgO和烧结温度对β-Sialon陶瓷的力学性能影响

以α-Si3N4粉、α-Al2O3粉和Al N粉及烧结助剂MgO为原料,采用热压烧结的工艺制备了β-Sialon陶瓷材料,研究了烧结助剂MgO和烧结温度对sialon陶瓷力学性能和组织形貌的影响.结果表明,加入烧结助剂MgO提高了β-sialon陶瓷的致密度且降低了烧结温度,随着烧结温度的升高,β-sialon陶瓷抗弯强度、断裂韧性呈先增加后降低的变化规律,当烧结温度为1600℃时制备的β-sialon陶瓷材料结合紧密,抗弯强度以及断裂韧性达到最大,值分别为423 MPa、2.73 MPa·m1/2,材料的断裂方式主要是沿晶断裂.     

Si3N4-SiC太阳能热发电吸热陶瓷的制备及性能

以SiC和Si3N4为主要原料,采用陶瓷制备工艺无压烧结制备了Si3N4-SiC吸热陶瓷材料。采用现代测试技术,测试和分析了烧结样品的烧结收缩率、抗折强度、吸水率、气孔率、体积密度、耐火度、氧化增重率、物相组成以及显微结构。结果表明,最佳配方是1 360℃烧结的D2样品,其Si3N4添加量为20%,抗折强度为79.60 MPa、气孔率为22.23%、吸水率为10.32%、体积密度为2.15g/cm3、耐火度为1 650℃、1 300℃氧化5h后的样品氧化增重率为1.333mg/cm2。XRD和SEM分析表明烧结样品由α-SiC、Si3N4、莫来石和石英组成,Si3N4在样品中呈短棱柱体分布,添加纳米SiC对Si3N4可以起到钉扎作用,阻止Si3N4晶粒长大,从而提高样品的抗折强度和抗热震性能。Si3N4-SiC吸热陶瓷具有高的强度以及良好的微观组织结构,是一种适合塔式太阳能热发电吸热器用吸热材料。     

石墨烯增韧Al_2O_3/Ti(C,N)纳米复合陶瓷刀具材料的制备及其微观结构分析

采用热压烧结工艺制备了石墨烯增韧Al_2O_3/Ti(C,N)纳米复合陶瓷刀具材料,测试了石墨烯垂直于(VHPD)和平行于热压方向(PHPD)上的力学性能,研究了石墨烯取向对其力学性能和微观结构的影响。测试结果表明石墨烯具有明显的增韧补强作用,石墨烯的取向对刀具材料的抗弯强度具有明显的各向异性。当石墨烯含量为0.75 vol%时,VHPD方向上的抗弯强度达到667 MPa,较未添加石墨烯的组分提高了16%;PHPD方向的抗弯强度为575 MPa,断裂韧性达到7.1 MPa·m1/2。采用扫面电子显微镜(SEM)对材料进行了微观结构分析,结果表明石墨烯拉断和拔出是其主要增韧形式。石墨烯在基体材料中具有明显取向特征,石墨烯片层之间相互平行,且垂直于热压方向。     

配料Z值对常压烧结Sialon结构与性能的影响

由于Si6-zAlzOzN8-z（Z值变化范围为0－4．2）制备过程中物理、化学反应十分复杂，同时几乎没有可能制备单晶全致密Sialon材料，从而使Z值的精确控制十分困难。然而，大量研究表明，Z值对材料的结构和性能，如晶格常数、密度、硬度、断裂韧性、强度等有重要的影响，用Si3N4,Al2O3,AlN,Y2O3混合料以聚乙烯醇（PVA）为成型剂，用模压法成型，单位压制压力为78．5MPa，烧结在石墨电阻炉中进行，以Si3N4 Al2O3 AlN BN混合粉为烧结填料，工业氮气为保护气氛，制得了相对密度大于99％，抗弯强度为612．2MPa的Sialon陶瓷。结果表明：在一定实验条件下，Z为1和2的材料烧结致密化程度最好，强度随烧结坯密度增加呈指数增加，要获得高的强度，材料密度不能低于3．2g/cm^3；晶格常数a随Z值增加呈线性增加，c值随Z变化规律不明显，Z值为1－2的材料烧结性能最好。     

Si对碳化硅纤维烧结性能的影响

本文以Si元素为烧结助剂 ,成功地实现了SiC陶瓷纤维的液相烧结 ,并对纤维烧结体的力学性能及显微结构进行了分析。实验结果表明 ,由于Si元素的存在 ,在烧结过程中Si转变为液相 ,使碳化硅纤维的烧结温度降为 180 0℃ ,纤维的抗拉强度达到 6 0 0MPa;Si的加入量最佳值是 10 % ,而大于或小于该值时 ,纤维的抗拉强度均低于 6 0 0MPa。     

复合稀土掺杂对β-Sialon陶瓷组织与力学性能影响

分别以Y2O3+Ce2O3,Y2O3+La2O3和Y2O3+Nd2O3复合稀土作为烧结助剂,采用无压烧结工艺制备β-Sialon陶瓷.通过对三组陶瓷试样的抗弯强度和断裂韧的测试,并结合扫描电镜(SEM)和XRD进行了分析,结果表明:烧结温度1 750℃、0.1MPa N2、保温1h的条件下,其中质量分数为52.64%α-Si3N4+9.4%AlN+31.96%Al2O3+3%Y2O3+3%La2O3的β-Sialon陶瓷,其抗弯强度、断裂韧性和相对密度最高分别为483.2MPa、5.3MPa·m1/2和94.12%,且其显微结构较均匀晶粒发育较完全.     

不同制备工艺对多孔氮化硅陶瓷微观结构的影响

目的制备高气孔率、高强度的氮化硅陶瓷，分析复合助剂A、Al2O3、碳粉、烧结温度等因素对高气孔率、高强度的氮化硅陶瓷材料微观结构的影响．方法采用部分烧结工艺和添加造孔剂工艺制备实验材料．利用阿基米德法、三点弯曲法测试了材料的密度、显气孔率及弯曲强度；借助扫描电子显微镜（SEM）进行微观结构分析．结果成功制备出结构比较均匀并且有高气孔率和较高强度的氮化硅陶瓷，当气孔率高达51．14％时，强度仍具有172MPa．结论均匀气孔获得主要是由长柱状β-Si3N4晶粒在三维空间搭接构成的，烧结温度提高有助于长柱状β-Si3N4的转变与发育；柱状晶强度高、缺陷少是获得高强度的主要原因．在一定范围内．碳粉含量增加有助于气孔率的提高．     

Si3N4/TiC纳米复合陶瓷材料显微结构

利用日立H-800透射电境、日立S-570型扫描电境及RAX-10A型X射线衍射仪对Si3N4/TiC纳米复合陶瓷材料的微观组织、结构和成分进行了研究.结果表明,TiC纳米颗粒弥散分布在基体β-Si3N4晶内和晶界,所制备的材料为晶内/晶间混合型纳米复合陶瓷.通过对Si3N4/TiC纳米复合陶瓷材料断裂方式的观察表明,材料断裂为沿晶断裂和穿晶断裂复合型,纳米粒子对裂纹扩展起到偏转和钉扎作用.纳米Si3N4颗粒的加入促进了基体长柱状β-Si3N4晶粒多峰分布的形成,类晶须晶粒在裂纹扩展过程中产生桥接和拔出.     

流延工艺对生瓷带结构和微波特性的影响

基于低温共烧陶瓷技术流延工艺的特点,通过研究粘合剂、分散剂和增塑剂等在浆料体系中的力学效应对生瓷带中陶瓷成分颗粒的几何排列及所产生的孔隙排斥等力学特性的影响,以及优化热处理温度对生瓷带的质量损失、延展率和拉伸强度的关系,深入分析了流延过程的关键技术及工艺参数对生瓷带结构和微波特性的影响。研究后提出:通过调整流延浆化浆料中粘合剂、分散剂和增塑剂配比,采用梯度缓变的热处理烘干温度曲线和消除生瓷带累积应力等方法,可明显改善流延工艺过程,最终获得质量稳定、可靠性高和功能满足于微波应用要求的生瓷带。     

Aqueous Tape Casting Process with Styrene-acrylic Latex Binder

A commercial styrene-acrylic latex binder has been investigated as a good binder for aqueous Al2O3 suspensions tape-casting process. This paper focuses on the forming film mechanism of latex binder, the rheological behaviors of the suspensions, physical properties of green tapes and drying process of aqueous slurries with latex binder system. The drying process of the alumina suspensions is shown to follow a two-stage mechanism ( the first stage : evaporation controlled process ; and the second stage : diffusion controlled process ). During the drying stage of the suspensions, the compressive force presses the latex particles arid makes them be distorted, which results in cross-linking structure in co.acted latex particles of the solidified tapes. A smooth-surface and high-strength green tape was fabricated by aqueous tape casting with latex binder system. The results from the SEM images of the crossing section microstrueture of green tapes show that the latex is a very suitable binder for aqueous tape casting.     

陶瓷流延异形件烧结变形的定量图像分析

利用图像定量分析法对陶瓷流延异形件烧结变形规律进行分析。结果表明,流延坯体在流延方向和垂直于流延方向上出现两个明显不同的收缩率而导致异形件烧结变形,且内外孔轮廓从圆形变为椭圆形,但其相对中心位置保持不变。     

流延成型法制备三氧化二铝陶瓷膜基体 (Ⅰ)浆体的制备和流延成型

采用水基浆体流延成型法制备陶瓷膜基体。讨论了分散剂、乳胶液粘结剂、塑化剂对三氧化二铝浆体流动性、韧性和机械强度的影响。实验结果表明 :不加乳液粘结剂 ,分散剂质量分数 0 1 %时 ,浆体的流动性较好 ;采用醋丙和苯丙乳液作粘结剂 ,分散剂质量分数 0 3 %时 ,浆体的流动性好 ,粘度较低 ,适合流延成型 ;用醋叔乳液作粘结剂 ,分散剂质量分数 0 7%时 ,浆体的流动性最好 ,但浆体粘度较高 ;用苯丙乳液粘结剂和邻苯二甲酸二丁酯塑化剂并用 (塑化剂质量分数 1 % ) ,得到的生坯具有较好的塑性、韧性和机械强度。     

In-situ Synthesis and Oxidation Resistance of Sialon/SiC Composite Ceramics Applied as Solar Absorber

Sialon/SiC composites were synthesized in situ from SiC,α-Si₃N₄,AlN,calcined bauxite,quartz and Y₂O₃ via layered buried sintering at different temperatures (1 540-1 640 ℃).The results showed that the O’-sialon/SiC sample with 60 wt% silicon carbide sintered at 1 600 ℃ exhibited excellent mechanical properties,with apparent porosity of 16.01%,bulk density of 2.06 g·cm^-3,bending strength of 52.63 MPa,and thermal expansion coefficient of 5.83×10-6 ℃^-1.The oxide film formed on the surface was linked closely to O’-sialon,so the oxide film was not easily broken.After 100 h oxidization,the sample surface was smoother and denser,with oxidation weight gain rate 23.6 mg/cm² and oxidation rate constant 2.0 mg²·cm^-4·h^-1.Therefore,the sample had the excellent high-temperature oxidation resistance.It was confirmed that the in-situ sialon/SiC composites could be a promising candidate for solar absorber owing to its high-temperature oxidation resistance.     

Aqueous Tape Casting Process with Styrene-acrylic Latex Binder

A commercial styrene-acrylic latex binder has been investigated as a good binder for aqueous Al₂O₃ suspensions tape-casting process. This paper focuses on the forming film mechanism of latex binder, the rheological behaviors of the suspensions, physical properties of green tapes and drying process of aqueous slurries with latex binder system. The drying process of the alumina suspensions is shown to follow a two-stage mechanism (the first stage: evoporation controlled process; and the second stage: diffusion controlled process). During the drying stage of the suspensions, the compressive force presses the latex particles and makes them be distorted, which results in cross-linking structure in contacted latex particles of the solidified tapes. A smooth-surface and high-strength green tape was fabricated by aqueous tape casting with latex binder system. The results from the SEM images of the crossing section microstructure of green tapes show that the latex is a very suitable binder for aqueous tape casting. CUI Xue-min: Born in 1971 Funded by “973” Program (No. G2000067204-01)     

常压盐溶液法从烟气脱硫石膏制备硫酸钙晶须研究

对在常压盐溶液中用钙基湿法烟气脱硫石膏制备硫酸钙晶须的工艺过程进行试验研究,考察了温度、CaCl2浓度、H2SO4浓度和搅拌速率对脱硫石膏转化过程的影响。结果表明,在一定浓度的CaCl2和H2SO4溶液中,脱硫石膏可转化生成α-CaSO4.0.5H2O晶须,最适宜的转化条件为：w（CaCl2）=5.0%、w（H2SO4）=0.8%、结晶温度为102℃,搅拌速率为160r/min。在此条件下转化6h制得的α-CaSO4.0.5H2O晶须平均长度为236μm,长径比为95。     

磁场处理Gd（OH）_3-PVA纳米复合材料的双折射行为

报道了一种具有双折射行为的Gd（OH）3-PVA纳米复合材料的制备方法及其光学性能。采用水热合成技术制备了纯相Gd（OH）3纳米粉体。SEM和TEM分析表明该材料为棒状结构,并且棒的生长方向沿着材料的c轴方向。将该材料在PVA水溶液中充分分散后,放置于0.4T磁场中干燥后,获得具有织构（取向）特征的透明复合材料。光学性能测试表明,该复合材料具有典型的双折射现象,显示了该技术在偏光材料领域的潜在应用价值。     

助烧剂对(Zr_(0.8)S_(0.2))TiO_4晶相与介电性能的影响

采用传统的固相反应法制备(Zr0.8S0.2)TiO4陶瓷样品,研究不同含量ZnO、Fe2O3、NiO对(Zr0.8S0.2)TiO4材料的晶相、显微结构与介电性能的影响。结果表明:上述添加剂可以降低(Zr0.8S0.2)TiO4陶瓷的烧结温度,当助烧剂ZnO、Fe2O3、NiO的质量分数分别为0.5%、0.5%、0.2%时,烧结温度为1 350℃时已烧结成瓷,没有气孔,致密性好,具有α-PbO2型结构(Zr0.8Sn0.2)TiO4相;随着烧结温度的升高,陶瓷样品出现过烧,介电常数εr由1 300℃的39.833 4下降到1 400℃的26.298 4,介质损耗tanδ在10-3数量级。