耐高温高强度氮化硅结合碳化硅复合材料的研制

本文介绍了氮化硅结合碳化硅复合材料的特性以及氮化烧成机理。根据试验确定的工艺路线,其研制的制品的性能指标达到了国际同类制品的先进水平。作为新型的窑具材料替代粘土碳化硅板材节能15％,增产15％,具有广泛的使用前景。     

耐高温高强度氮化硅结合碳化硅复合材料的研制

本文介绍了氮化硅结合碳化硅复合材料的特性以及氮化烧成机理。根据试验确定的工艺路线，其研制的制品的性能指标达到了国际同类制品的先进水平。作为新型的窑具材料替代粘土碳化硅板材节能１５％，增产１５％，具有广泛的使用前景。     

碳化硅抛磨块黑心机理探讨

本文对碳化硅抛磨块黑心机理进行了初步的探讨。认为产生黑心原因的关键在于结合剂的性质。在现行的烧成制度下,结合剂的烧结温度越低,出现黑心的温度就越低。如果烧结温度范围的上限温度略高于烧成温度,就可避免产品的黑心。     

Si3N4-SiC真空氮化炉三相负载不对称时的功率分析

本文对氮化硅结合碳化硅(Si3N4-SiC)制品烧制生产过程中,真空氮化炉三相负载由于支路断路造成三相负载不对称时的相电压和功率进行了分析和计算。对常见的故障,提出了继续升温完成氮化烧成,产品出炉后再更换元件的经济有效的应对措施。为Si3N4-SiC制品绿色生产提供了理论依据。     

碳化硅磨料在陶瓷磨具中氧化性能的研究

碳化硅磨料在陶瓷磨具中的氧化性能对碳化硅细粒度陶瓷磨具的黑心有直接的影响，也是行业一直关注的问题；本文通过试验、结合化学动力学计算和扫描电镜分析，对碳化硅磨料在陶瓷磨具中的氧化性能进行了初步的研究。试验的计算结果表明：碳化硅磨料在现行的烧成制度下，氧化反应是不可避免的，氧化产物SiO2也不会在SiC磨料表面形成致密保护层；碳化硅磨具产生黑心原因关键在于陶瓷结合剂的性质。陶瓷结合剂的完全烧结温度若略高于烧成温度或能始终保持结合剂的适当开口气孔率，就可能避免产品黑心的产生。     

碳化硅抛磨块黑心机理探讨

本文对碳化硅抛磨块黑心机理进行了初步的探讨。认为产生黑心原因的关键在于结合剂的性质。在现行的烧成制度下，结合剂的烧结温度越低，出现黑心的温度就越低。如果燃烧结温度范围的上限温度略高于烧成温度，就可避免产品的黑心。     

碳化硅泡沫陶瓷过滤板的研制

以碳化硅、氧化铝、钾长石为主要原料,高岭土、膨润土为辅助原料,加入少量自研的粘结剂,采用有机前驱体浸渍法,经1440℃烧成制备了具有气孔率高、容重小、水通量大、抗压强度高的碳化硅质泡沫陶瓷板.研究了原料的质量比、浆料浓度、粘结剂和烧成温度等对碳化硅质泡沫陶瓷板工艺性能的影响.     

粉末冶金制备碳化硅增强铁基复合材料工艺优化

以碳化硅粉体与铁粉为主要原料,采用粉末冶金法制备碳化硅增强铁基复合材料,通过正交实验法设计实验方案,研究制备过程中原料配比(碳化硅含量)、烧结温度及保温时间工艺参数的影响,获得了采用冷压成型高温烧结工艺的优化工艺参数为:配比5%,烧结温度1 000℃,保温时间2 h。     

用高岭土合成Sialon粉末的无压烧结

概述了Ｓｉａｌｏｎ陶瓷材料制备方面的研究。以高岭土为主要原料,采用碳热还原氮化法合成的Ｓｉａｌｏｎ粉末为主要原料,分别添加Ｙ２Ｏ３Ａｌ２Ｏ３系与Ａｌ２Ｏ３ＭｇＯ系两种烧结助剂后进行充分混合,混合物粉末在钢模中冷压成两种压坯试样ａ和ｂ,然后在Ｎ２气氛中进行无压烧结。对烧成温度与烧结体体积密度的关系,烧结助剂的作用以及Ｓｉａｌｏｎ粉末无压烧结致密化过程进行了重点讨论。实验结果表明,分别添加１０％Ｙ２Ｏ３５％Ａｌ２Ｏ３和１０％Ａｌ２Ｏ３５％ＭｇＯ（均为质量分数,％）两种烧结助剂的试样ａ和ｂ分别在１６２０℃和１５９０℃烧成温度下,获得了致密的Ｓｉａｌｏｎ陶瓷材料。并且建立了Ｓｉａｌｏｎ粉末无压烧结致密化模型,即ｌｇ（ΔＶ／Ｖ０）∝ｌｇｔ,其致密化过程分为颗粒重排与溶解析出两个阶段,且扩散为全过程的控制性步骤。     

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。     

氮化硅陶瓷的玻璃相及其晶粒异常长大

利用透射电镜(TEM)研究无压烧结Si3N4-MgO-CeO2系陶瓷的显微结构。发现并用微观衍射分析证实了晶界处有玻璃相出现。透射电镜能谱分析得出,当没有MgO时CeO2的主要功能便是形成玻璃相。硅酸铈玻璃相的出现有利于Si3N4液相的产生。MgO-CeO2是Si3N4陶瓷优秀的烧结助剂。当在1850℃以上温度烧结是会出现Si3N4陶瓷晶粒的异常长大,这将导致裂纹和位错并最终影响其机械性能。     

Si_3N_4陶瓷的烧结及其显微结构

本文主要研究了Si3N4-MgO-CeO2系陶瓷的常压烧结及其显微结构。MgO和CeO2的组合是Si3N4陶瓷的有效烧结助剂。常压烧结Si3N4-MgO-CeO2陶瓷,最佳成分为Si3N4+5%MgO+5%CeO2,在1800℃保温60min烧结后,其最大相对密度为98.5%,抗弯强度为950MPa。利用XRD、TEM和EDAX分析,确定了烧结Si3N4-MgO-CeO2系陶瓷中玻璃相的主要成分为铈硅酸盐,几乎不含MgO。     

添MgO-Y_2O_3的Fe-Mo包覆Si_3N_4复合粉末反应烧结中组织形成与演化分析

在非均相沉淀法制备的Fe-Mo包覆Si3N4金属陶瓷粉末中添加助剂MgO-Y2O3进行常压烧结,采用X线衍射仪(XRD)、电子能谱(EDS)、电镜扫描(SEM)等方法研究了不同烧结温度下该金属陶瓷相组成和显微结构等方面的演化趋势。结果表明:温度升高有利于金属相的转变和液相的生成,在复合粉末还原过程中,Si3N4的强还原性将Mo、Fe依次直接还原出来并反应生成Fe3Mo化合物,随着还原温度的升高,该金属间化合物与Si3N4反应生成Fe3Mo3N;同时Mg、Y氧化物与基体反应生成的MgSiO3、Fe17Y2加速了Fe3Mo3N的形成。1 600℃烧结时,Fe3Mo3N仍能稳定存在,但在1 700℃烧结时发生分解,材料组织中出现大量长径比较高的晶须状物质生成,同时表面粘附一层小颗粒物质.烧结温度为1 750℃时,金属小颗粒相仍得以保留,材料基体中晶须状物质消失。     

纳米Si_2N_2O-Sialon陶瓷超塑性挤压试验与模拟研究

文章以Y2O3和Al2O3纳米粉体作为烧结助剂,真空热压烧结非晶纳米Si3N4粉体和纳米AlN混合粉体,制备具有超塑性的平均晶粒直径小于100nm的Si2N2O-Sialon复相陶瓷,研究纳米复相陶瓷的超塑性挤压性能。在1550℃的低温下,纳米Si2N2O-Sialon复相陶瓷实现了以1mm/s的高速率、3.57大挤压比的挤压变形,成形出良好的制件。采用有限元技术模拟Si2N2O-Sialon陶瓷的超塑性挤压过程,得出了不同温度挤压变形的力和行程曲线,以及挤压成形过程中应力和应变的分布情况,与实验结果进行比较,分析了纳米陶瓷超塑性变形的基本规律。研究表明,纳米Si2N2O-Sialon陶瓷具有较好的超塑性,可实现大挤压比挤压变形,可以进行工程陶瓷零件的超塑性成形。     

粉末冶金制备硅颗粒增强锌铝合金复合材料的探讨

在传统粉末冶金工艺的基础上,通过在坯体上方添加第三相金属锌来制备硅颗粒增强铝基复合材料.探讨了混粉工艺、烧结气氛、压制压力、烧结温度等工艺参数对材料组织和性能的影响.通过金相显微镜和SEM研究了复合材料的形貌,对添加锌后的烧结产品进行了分析,并与铝硅粉末体烧结产品对比.     

快淬带粉末冶金法制备块状La(Fe, Co, Si)13磁制冷材料

利用快淬带粉末通过常压烧结技术制备了块状La(Fe,Co,Si)13磁制冷材料,并研究了温度和烧结助剂LaFeSi对烧结体显微组织与性能的影响。研究表明:随着烧结温度的提高,烧结体的密度增加,相成分发生明显的变化,具有立方NaZn13型La(Fe,Co,Si)13相大量生成。当向快淬带LaFe10.8Co0.7Si1.5C0.2粉末添加20%LaFeSi粉末经压样成形后在1200℃烧结3 h后,得到的烧结体基本是单一的La(Fe,Co,Si)13相,致密度达到90%左右。     

烧结温度对FeCu基烧结胎体组织及性能的影响

为降低Fe基粉末的烧结温度,在Fe基粉末中添加一定比例的CuZnSnMnSi粘结剂粉末,研究了不同烧结温度下烧结胎体的组织及性能。结果表明,烧结胎体主要由Cu基固溶体、Fe基固溶体及(Mn,Si)x·Oy相组成,随着烧结温度的升高,烧结胎体的相对密度先增大后减小,条带状(Mn,Si)x·Oy相逐渐聚集长大成圆球状;随着烧结温度的升高,烧结胎体的抗弯强度先升高后降低,在烧结温度为750 ℃时,烧结胎体具有最大的平均抗弯强度684 MPa;烧结胎体的抗弯强度主要取决于相对密度和(Mn,Si)x·Oy相,界面孔隙、条带状或大尺寸圆球状(Mn,Si)x·Oy相的存在是抗弯强度降低的主要原因。     

放电等离子烧结制备Fe75Zr3Si13B9磁性材料

采用机械合金化技术制备Fe75Zr3Si13B9非晶合金粉体,利用SPS放电等离子烧结技术在不同烧结温度下将非晶合金粉体制备成d20 mm×7 mm的块体非晶纳米晶合金。采用XRD和DSC分析了Fe75Zr3Si13B9非晶合金粉体的相组成、玻璃转变温度Tg、开始晶化温度Tx和晶化峰温度Tp。然后利用XRD、SEM、Gleeble3500、VSM分析不同烧结温度下块体的相转变、微观形貌、力学性能和磁性能。研究表明,在500 MPa的烧结压力下,随着烧结温度的升高,非晶相开始晶化形成非晶纳米晶双相结构,同时,样品的致密度、抗压强度、微观硬度、饱和磁化强度均显著提高。最后在500 MPa的烧结压力和863.15 K的烧结温度下,获得密度6.9325 g/cm3、抗压强度1140.28 MPa、饱和磁化强度1.28 T的非晶纳米晶磁性材料。     

Secondary phases and interfaces in a nitrogen-atmosphere sintered Al alloy: Transmission electron microscopy evidence for the formation of AlN during liquid phase sintering

A comprehensive transmission electron microscopy study has been made of the secondary phases and their interfaces with the matrix in an alloy of Al–2Mg–2Si–0.25Cu sintered in nitrogen. AlN was detected both at the Al–Mg₂Si interface and inside Mg₂Si grains as strings of nanocrystallites. Mg₂Si did not exist at the sintering temperature; it was the solidified residue of the sintering liquid. The observation confirms the formation of AlN during liquid phase sintering of aluminium alloys in nitrogen. The likely pore filling processes are discussed in the light of the distribution of the AlN nanocrystallites. Two Al-, Si- and O-rich secondary phases were also identified, suggesting that, in addition to Mg, Si may have also played a role in disrupting the Al₂O₃ film that enveloped each Al powder particle. These findings improve the fundamental basis for understanding the sintering of aluminium alloys in nitrogen and the role of Si.     

Sintering Behavior and Microstructure Formation of Titanium Aluminide Alloys Processed by Metal Injection Molding

The sintering behavior of metal injection molded titanium aluminide alloys, their microstructure formation and resulting mechanical properties were investigated. As reference material, the alloy Ti-45Al-5Nb-0.2B-0.2C at.% (TNB-V5) was selected. Additionally, two other variations with Mo and Mo + Si additions were prepared: Ti-45Al-3Nb-1Mo-0.2B-0.2C at.% and Ti-45Al-3Nb-1Mo-1Si-0.2B-0.2C at.%. The results indicate that the optimum sintering temperature was slightly above the solidus line. With proper sintering parameters, very low porosities (<0.5%) and fine microstructures with a colony size <85 µm could be achieved. Considering the sintering temperatures applied, the phase transformations upon cooling could be described as L + β → β → α + β → α → α + γ → α₂ + γ, which was in agreement with the microstructures observed. The effects of Mo and Si were opposite regarding the sintering behavior. Mo addition led to an increase in the optimum sintering temperature, whereas Si caused a significant decrease.