结合相对SiC质材料抗冰晶石侵蚀性能的影响

采用旋转圆柱法和坩埚法，研究了氮化硅结合碳化硅、氧氮化硅结合碳化硅、塞隆结合碳化硅材料的抗冰晶石侵蚀性能，结果表明，氮化硅结合碳化硅材料综合性能最好。     

有机硅树脂对免烧成碳化硅耐火材料性能的影响

采用不同粒级的碳化硅为原料,以有机硅树脂为结合剂,制备了免烧成碳化硅耐火材料,利用XRD、SEM和电子拉伸机等手段,研究了有机硅树脂含量对在模拟应用环境温度下烧结的碳化硅材料的显微结构、体积密度、抗折强度、抗氧化以及抗侵蚀等性能。结果表明:随着有机硅树脂含量增加,材料的抗折强度、体积密度、抗氧化性能、抗热震性均增加,当有机硅树脂含量为9%(质量分数,下同)时,材料的体积密度可达2.67 g.cm-3、开孔率最小,为15%,抗折强度最大,为26.5 MPa;材料的主要物相为Si C、Si O2和SixOyCz,细小碳化硅均匀分布在大颗粒碳化硅颗粒周围,且结合良好;该材料在冰晶石熔液中具有优秀的抗侵蚀性能。     

硅微粉结合碳化硅材料抗冰晶石侵蚀性能的研究

对于铝电解槽用碳化硅材料而言,抗熔融冰晶石电解液侵蚀性是影响其使用寿命的决定性因素.本文选用硅微粉作为结合剂.CaO-MnO2作为混合矿化剂在135012烧结碳化硅材料,并研究此材料抗冰晶石以及冰晶石和萤石的混合物(冰晶石:萤石=1:1)侵蚀性能.结果表明:硅微粉和复合矿化剂的加入使得烧结温度大大降低;此种材料抗冰晶石和萤石混合物侵蚀的能力好于抗冰晶石侵蚀能力.     

Si3N4结合SiC抗电解质侵蚀性能的研究状况

本文对国内外进行的氮化硅结合碳化硅耐火材料抗电解质侵蚀性能的研究做了较为全面的叙述,在已有研究的基础上对材料侵蚀机理和过程进行了总结,并对今后的研究方向提出了建议。     

反应烧结注浆氮化硅陶瓷材料的性能研究

为了研究注浆法对反应烧结氮化硅抗热震能力及断裂韧性的影响,设计了两种pH值的料浆,采用直接压痕法测定了反应烧结氮化硅陶瓷材料的断裂韧性,并用急冷法研究其热震稳定性.结果表明,pH=11的氮化硅陶瓷试样抗热震的能力优于pH=11.9的试样,前者的断裂韧性可达5.23 MPa·m1/2.     

多孔陶瓷材料的抗热震性能

测定了氧化铝、碳化硅等多孔陶瓷的热膨胀性能,采用水冷法对两种多孔陶瓷进行了抗热震性能实验,测定了热震实验前后陶瓷的弹性模量以及抗折强度的变化情况。实验结果表明：氧化铝和碳化硅多孔陶瓷的平均热膨胀系数分别为7.03×10-6/K,1.14×10-6/K,表明碳化硅陶瓷具有更好的抗热震性能;陶瓷材料的强度随着热震温差的增加而降低。对碳化硅多孔陶瓷进行强度-热应力校核,碳化硅陶瓷的弹性模量随着热震温差的增加而降低,其热震临界温差范围为300～400℃。     

基于包混和复合添加工艺的多孔碳化硅陶瓷的制备和性能

采用包混工艺合成核-壳结构的硅-树脂先驱体粉体,引入Al2O3-SiO2-Y2O3复合添加剂,通过成型、炭化和烧结工艺制备多孔碳化硅陶瓷。分析多孔碳化硅陶瓷样品的物相、形貌、孔隙率、热导率、热膨胀系数和抗热震性能。结果表明：复合添加能够在较低的温度下制得多孔碳化硅陶瓷;陶瓷样品的晶粒较小,明显增强了多孔碳化硅陶瓷的导热性能;复合添加提高了碳化硅陶瓷的抗热震性能,添加Al2O3-SiO2-Y2O3并且在1650℃下烧结制备的多孔碳化硅陶瓷经过30次热震后的抗弯强度损失率为6.5%;陶瓷样品的孔壁更加光滑,孔分布更均匀;复合添加对多孔碳化硅陶瓷热膨胀系数的影响较小。     

自蔓延高温合成陶瓷内衬复合钢管的性能评价

对自蔓延高温合成陶瓷内衬复合钢管的力学性能、耐腐蚀性、耐磨性、抗热震性和抗机械冲击性进行全面分析,评价了提高自蔓延高温合成陶瓷内衬复合管整体性能的相关措施.     

碳化硅材料在冰晶石熔液中的侵蚀行为

研究了气、冰晶石、铝液三相区介质在温度为900℃时对碳化硅材料的侵蚀行为。分别用光学显微镜和扫描电镜观察了试样在熔液区域的横截面以及试样与三相区的界面形貌。研究结果表明：碳化硅材料在熔融的冰晶石混合介质中表现出良好的抗腐蚀性能；铝液对碳化硅材料有侵蚀作用，而电解质、空气界面对碳化硅有较强的腐蚀行为。分析和探讨了各相介质对碳化硅材料的腐蚀机理以及腐蚀产物的相组成。     

氮化硅结合碳化硅烧嘴套标准的研究

氮化硅结合碳化硅烧嘴套由于其优良的高温性能和力学性能而成为应用前景广阔的窑具.本文研究了氮化硅结合碳化硅烧嘴套的工艺特点、技术要求及检验手段等,在此基础上制定了该种产品的国家行业标准(JB/T10645).文中介绍了标准中规范的产品形状、代号、规格尺寸、技术要求,检验方法,验收规则,以及标志、包装、运输、贮存等.该标准适用于工作温度不高于1500℃的氮化硅结合度碳化硅烧嘴套.该标准的制定填补了我国的一项空白,对于提高我国该类产品的技术水平具有重要意义.     

SPS技术原位制备Ti3SiC2相增强陶瓷材料

Ti3SiC2具有优良的性能，作为复合材料增强相可以进一步提高材料性能。提出制备Ti3SiC2增强复合材料的一种新思路，即利用放电等离子体烧结（Spark Plasma Sintering，简称SPS）原位反应烧结制备Ti3SiC2增强纳米复合材料。利用SPS技术已经成功制备了Ti5Si3／TiC／Ti3SiC2，TiSi2／SiC／Ti3SiC2，SiC／Ti3SiC2等纳米复合材料，并且考察了材料的显微结构和力学性能。     

SiC颗粒弥散强韧化Si3N4陶瓷刀具材料

对ＳｉＣ颗粒弥散强度韧化氮化硅陶瓷刀具材料的组成,结构及性能进行了研究,结果表明,ＳｉＣ颗粒的加入使材料的温度,韧性及硬度匀比纯Ｓｉ３Ｎ４陶瓷有显著提高,通过对其显微结构的分析,发现ＳｉＣ颗粒的加入使材料的显微结构明显改善能有效地阻止β－Ｓｉ３Ｎ４晶粒的异常生长,有利于形成的均匀细小的组织结构,同时,对ＳｉＣ颗粒在Ｓｉ３Ｎ４基体中的增韧机理进行了探讨。     

Ti3SiC2陶瓷颗粒增强铜基复合材料的组织和性能

为了考察Al,Sn,Zr,Mo合金元素对α钛合金在室温和77 K低温（液氮）下的缺口冲击韧性（冲击值Ak）的影响,采用示波冲击试验机测试了Ti-2Al,Ti-2Sn,Ti-2Zr和Ti-1Mo 4种α钛合金在室温和77K下的Ak值,并计算了表征其冲击韧性的弹性变形功、塑性变形功和裂纹扩展撕裂功.用扫描电镜观察了4种合金冲击试样断口的形貌.计算数据和显微组织表明,4种合金均显示韧性特征,4种合金元素对冲击韧性贡献的顺序为：Mo＞Zr＞Sn＞Al.     

反烧结Si3N4复合陶瓷抗氧化性能研究

以TiSi2、SiC和Mo粉为原料通过反应烧结方法制备Si3N4基陶瓷,并测试其抗氧化性能.结果表明：Si3N4-TiN-SiC陶瓷的质量增量随着氧化时间的延长而增加,氧化质量增量随时间的变化基本服从抛物线规律,同时质量增量随着氧化温度的升高而增加.而Si3N4-TiN-MoSi2-SiC复合陶瓷质量增量在低温下随着时间延长而增加,在高温下质量增量随着时间延长而减少.XRD和SEM结果表明Si3N4-TiN-SiC陶瓷的氧化产物主要是TiO2、Si02和Si2N20,而Si3N4-TiN-MoSi2-SiC陶瓷则是Ti02、Si02、Si2N2O和Mo03.     

Synthesis of ZrO2-SiC composite powder and effect of its addition on properties of Al2O3-C refractories

ZrO2-SiC composite powder was synthesized by carbothermal reduction of zircon in argon atmosphere, and it was used as the additive to prepare Al2O3-C refractories. The effects of heating temperature on the synthesis process and the addition of the synthesized composite powder on the properties of the Al2O3-C refractories were investigated. The results show that the synthesized composite powder can be easily obtained by heating the mixture of zircon and carbon black at 1 873 K for 4 h in argon atmosphere, and the relative contents of ZrO2 and SiC in sample reach about 83.7% and 16.3%, respectively. The bulk density, crushing strength and thermal shock resistance of the Al2O3-C refractories can be improved obviously by the addition of the synthesized ZrO2-SiC composite powder.     

添加剂对低压烧结Zr50Al15Ni10Cu25非晶态粉末力学性能的影响

以商业纯元素粉末为原料,用机械合金化方法在低真空条件下合成了以非晶态为主的Zr50Al15Ni10Cu25粉末。研究了一定量的外界添加剂C、Si3N4和SiC对体系热稳定性和晶化行为的影响。混合粉末用手工预压成形,然后在氩气氛下进行低压烧结。利用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、差热分析（DSC）和电子拉伸实验机对粉末样和块状样进行了测试。结果表明,合适的外界添加剂可以提高体系的析晶活化能,增强体系的热稳定性。适量的Si3N4能促进Zr50Al15Ni10Cu25非晶粉末的低压烧结性能,即有助于提高样品的烧结致密度和样品的抗弯强度。     

氮气催化燃烧合成纳米碳化硅粉体

以硅粉和炭黑为原料,在N2气氛中通过燃烧合成制备出纳米SiC粉体。利用XRD、SEM等手段研究了N2压力、球料比、研磨时间等因素对燃烧合成反应的影响。结果表明,球料比和研磨时间对物料的反应程度影响显著。在球料比≥12.5∶1、球磨时间≥4 h的条件下,原料粉体可实现完全燃烧,生成产物主要为β-SiC,平均颗粒尺寸小于100 nm。在实验基础上,结合热力学分析,研究指出SiC是在N2催化作用下通过Si-C燃烧合成得到的,反应历程为:Si粉首先与N2反应生成Si3N4,同时放出大量的热,随着反应温度的升高,先生成的Si3N4发生分解,释放出的游离Si与C反应生成SiC。     

Si粉粒径及其添加量对SiC陶瓷材料结构和性能的影响

将平均粒径为75 μm和48 μm、质量分数为0%~8%的Si粉分别添加到SiC陶瓷材料中,在1550℃下保温3 h烧成,研究Si粉粒径及其添加量对SiC陶瓷材料烧结性能、力学性能和显微结构的影响。结果表明:添加不同粒径及质量分数的Si粉可改善SiC陶瓷材料的显微结构,提高其烧结性能和力学性能;在一定范围内,较小粒径的Si粉更有利于形成均匀、致密的SiC烧结体,大幅提升SiC陶瓷材料的性能;当Si粉粒径为48 μm且添加的质量分数为4%时,SiC陶瓷材料的烧结性能和力学性能较优,其体积密度和显气孔率分别为2.58 g/cm3和13.5%,抗弯强度和洛氏硬度分别为25 MPa和115 HRB。      

Y2O3对反应烧结Si3N4/SiC复相陶瓷组织和性能的影响

以低压铸造用升液管为研究目的,以Y2O3-Al2O3-Fe2O3为复合烧结助剂,磨切单晶硅废料Si粉和SiC为主料,反应烧结法制备Si3N4/SiC复相陶瓷。研究了Y2O3含量对复合材料结构和力学性能的影响,采用XRD、SEM对复合材料的相组成、微观形貌进行分析。结果表明,反应烧结后试样生成Si3N4结合SiC晶粒为主相的烧结体,并含有少量Sialon晶须及未反应的Si。Y2O3含量对复相陶瓷力学性能影响很大,在分析稀土Y2O3作用机理的基础上,得到2.5%Y2O3优化试样的力学性能优良,相对密度达到88%,维氏硬度达到1.1 GPa,常温抗弯强度50 MPa。     

Comparison of thermal and ablation behaviors of C/SiC composites and C/ZrB2-SiC composites

A comparison was presented of the thermal and ablation behaviors of two carbon fiber reinforced ceramic-matrix composites (one with a SiC matrix and the other with a ZrB₂-SiC matrix). The C/SiC composite possessed a lower thermal conductivity (TC) and a higher emissivity in comparison to the C/ZrB₂-SiC composite. The two composites exhibited the good ablation-resistive properties with no obvious erosion rate after the arc-heated wind tunnel ablation tests. The surface of the C/SiC composite appeared to be coarse and had many rounded protrusions while a denser and more homogeneous glass oxide scale was formed for the C/ZrB₂-SiC composite. The maximum surface and back side temperatures of the C/ZrB₂-SiC composite were about 50 °C lower than those of the C/SiC composite, respectively, which was mainly attributed to the evaporation of the B₂O₃ as well as its higher TC.