TiO_2表面包覆对氧化镁陶瓷烧结性能及抗热震性能的影响

以纳米氧化镁为主要原料,利用硫酸钛、氨水,采用共沉淀方法,在纳米氧化镁表面实现Ti O_2前驱体的表面包覆。分别在1450和1550℃制备高性能氧化镁陶瓷。通过XRD、SEM、致密性和抗热震性检测来探究氧化镁陶瓷的物相组成、显微结构及抗热震行为。研究Ti O_2添加剂对氧化镁陶瓷烧结性及抗热震性的影响。结果表明:Ti O_2与氧化镁生成正钛酸镁(Mg_2Ti O_4)与偏钛酸镁(Mg Ti O_3),生长在方镁石晶界处,阻碍晶粒长大;烧结后试样线变化率与相对密度均呈先增大后减小的趋势,当Ti O_2的加入量为4%烧结温度为1550℃时试样的相对密度达到最大,为98.64%。说明一定量的Ti O_2的掺杂对氧化镁陶瓷的烧结具有促进作用。显微结构中钛酸镁的生成削弱了因热震造成的裂纹尖端应力,裂纹伸展得到控制,使氧化镁陶瓷的抗热震稳定性提高。     

添加熔融石英对MgO材料抗热震性的影响

研究了不同粒度的熔融石英对MgO材料抗热震性的影响，采用XRD和SEM进行了矿物组成和显微结构分析，同时比较了热震前后试样孔径分布的变化。结果表明，加入熔融石英颗粒的试样，热震后抗折强度和耐压强度保留率明显大于未添加试样和添加熔融石英细粉试样的强度保留率。添加熔融石英后试样的热膨胀系数变小，高温下熔融石英粉易与MgO反应生成镁橄榄石，促进了试样烧结使致密度提高，由于热膨胀系数不匹配因而在熔融石英颗粒周边形成明显的微裂纹圈。因为微裂纹吸收热应力的作用，所以，加入熔融石英颗粒和细粉可以提高MgO材料的抗热震性，相比之下，添加熔融石英颗粒时效果更明显。     

MgO-C耐火材料中陶瓷相的原位生成机理及其对材料力学性能的影响

以电熔镁砂、鳞片石墨以及Al-Mg合金粉、金属Si粉为原料,以Ni(NO_3)_2·6H_2O为催化剂,以酚醛树脂为结合剂,在经配料、混合、成型后,分别在1200、1400℃埋炭条件下进行热处理制备了MgO-C耐火材料。研究了不同催化剂添加量对Mg O-C耐火材料物相组成、显微结构特征和试样抗热震及力学性能的影响。结果表明:经1200℃热处理后,试样中Al-Mg合金被氧化,进一步反应生成镁铝尖晶石;经1400℃热处理后,Si单质消失,试样中有Si C生成,镁铝尖晶石生成量增加,并且有Al N相生成;当催化剂加入量分别为0.4%、0.6%时,试样基质中可原位生成镁铝尖晶石晶须,Si C及Al N等陶瓷相,试样的抗热震性能和断裂韧性都得到提高。     

低压铸造陶瓷升液管材料抗热震性研究

对用不同稳定剂制备的两组钛酸铝陶瓷材料进行抗热震性试验,采用扫描电镜及能谱分析探讨钛酸铝陶瓷的组成与抗热震性之间关系。试验结果表明,添加MgO、Y2O3作为稳定剂的钛酸铝陶瓷材料具有良好的抗热震性能,试样经750℃循环60次而无表面破损,可以满足铝合金低压铸造升液管的使用要求。     

Al_(2(1-x))Mg_xTi_(1+x)O_5固溶体陶瓷在铝熔体中的抗热震性研究

以α-Al2O3、金红石型TiO2和MgO为初始粉料,采用凝胶注模成形工艺制备了Al2(1-x)MgxTi1+xO5固溶体陶瓷。将陶瓷试样浸泡到750℃的铝熔体中20min,取出后用自来水冷却,测试热震后试样的残余抗弯强度,并研究了x值变化对固溶体陶瓷抗热震性的影响。结果表明,随x值的增大,陶瓷的抗热震性先快速提高后趋于缓慢。当x=15%时,试样经5次热震后强度保持率为87%,具有优良的抗热震性能。     

等离子喷涂热障涂层高温风洞热震行为

采用等离子喷涂工艺制备ZrO2-8%Y2O3(质量分数,下同)陶瓷层,冷喷涂制备CoNiCrAlY粘结层,在高温燃气风洞条件下测试热障涂层的热震性能,并研究了高温氧化处理对试样热震性能的影响.结果表明,等离子喷涂热障涂层具有较好的抗热震性能,经过100次热震循环后,涂层与基体结合良好,涂层较为完整,未出现大面积的剥落;经过氧化处理后的试样抗热震性较差.     

Fe3Al增韧3Y-TZP基复合材料抗热震性能研究

采用压痕-急冷法测试了单相3Y-ZrO2及3Y-ZrO2／Fe3Al复合材料的抗热震性能，并与急冷-强度法的测试结果进行了对比分析。试验结果表明，两种方法之间存在一致性。两种复合材料比基体的抗热震性均有较大幅度的提高。压痕-急冷法与急冷一强度法相比免去了热震后的强度测试，不同温度下热震可以采用同一试样，而后者在不同热震温差下，必须使用新的试样。     

氧化银对惰性阳极耐熔盐腐蚀性能的影响

以Fe2O3、NiO和Ag2O为主要原料,采用固相烧结工艺制备了NiFe2O4/Ag惰性阳极,用X射线衍射和扫描电子显微镜对材料的组成和微观结构进行了研究,采用水冷法测量了样品的抗热震性,并测量了其在冰晶石熔盐中的电解腐蚀速率。结果表明:Ag2O的加入提高了样品的抗热震性,降低了惰性阳极试样在冰晶石熔盐中的电解腐蚀速率,当Ag2O含量为6%时,试样的电解腐蚀速率最低。     

TiC-ZrC-Co-Ni金属陶瓷的抗热震性能

真空烧结制备了TiC-ZrC-Co-Ni系金属陶瓷。利用压痕-急冷法研究了金属陶瓷的抗热震性能,并通过材料的物理性能及力学性能对热震裂纹的稳定性参数Rst进行了理论计算。实验结果表明,由于热应力作用,热震温度越高,材料的裂纹扩展越快,并且,在相同条件下,四组试样中ZrC含量为10%时,裂纹扩展速度最慢,表明其抗热震性能最好。理论计算结果也显示,ZrC含量为10%的试样的热震裂纹稳定性参数Rst最高。金属陶瓷材料的抗热震性能可以通过理论计算进行预测。     

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.     

Al_2O_3/20%Ni网状复合材料抗热震性研究

采用热压方法制备了Ａｌ２Ｏ３／２０％Ｎｉ网状复合材料,通过压痕－淬火法在３００－９００℃淬火温差范围内评估了热震抗力．结果表明,复合材料的抗热震性明显高于单相Ａ１２Ｏ３陶瓷．根据材料的力学和物理性能,计算了Ａ１２Ｏ３陶瓷和Ａｌ２Ｏ３／２０％Ｎｉ网状复合材料的抗热震因子Ｒ＇和 Ｒ＂＂,结果表明,复合材料的抗热震因子亦大于单相Ａｌ２Ｏ３陶瓷,与热震实验结果相吻合．     

Al2O3／20％Ni网状复合材料抗热震性研究

采用热压方法制备了Al2O3／20％Ni网状复合材料,通过压痕一淬火法在、300—900℃淬火温差范围内评估了热震抗力．结果表明．复合材料的抗热震性明显高于单相Al2O3陶瓷．根据材料的力学和物理性能．计算了Al2O3陶瓷和Al2O3／20％Ni网状复合材料的抗热震因子R′和R″″,结果表明．复合材料的抗热震因子亦大于单相Al2O3陶瓷,与热震实验结果相吻合．     

CoNiCrAlY黏结层结构设计及其对热障涂层结合强度和抗热震性能的影响

目的 设计热障涂层黏结层结构,改善涂层结合强度和抗热震性能。方法 制备了5种结构的CoNiCrAlY黏结层,即超音速火焰喷涂(HVOF)底层+等离子喷涂(APS)上层的双层结构黏结层试样,对其进行1 050℃真空热处理3 h后的试样,APS黏结层试样,HVOF黏结层试样及其真空热处理试样。再在以上5种试样表面制备Y₂O₃部分稳定ZrO₂(YSZ)陶瓷层,研究黏结层的表面粗糙度、相组成、微观组织结构及其对涂层试样结合强度、热震性能的影响。结果 制备态的黏结层由γ/γ’和β-NiAl两相组成,真空热处理后β相含量增多,表面粗糙度下降。在所有涂层试样中,双黏结层的涂层试样的结合强度最低,为28.43 MPa;对其真空热处理后得到的涂层试样的结合强度最高,达到39.42 MPa,主要原因在于热处理促进了两黏结层之间的扩散,提高了界面强度。双黏结层的涂层试样的抗热震性能最好,200次热震后涂层无明显剥落,而APS黏结层的涂层试样的抗热震性能最差,涂层抗热震性能的差异在于黏结层微观结构的不同。结论 双黏结层的结构设计综合了APS、H...     

ZrB2-20％SiC超高温陶瓷抗热震性能研究

采用放电等离子烧结工艺在1850℃烧结温度、升温速度200℃／min、保温3min、压力50MPa条件下制备了ZrB2—20％SiC（体积分数，下同）超高温陶瓷材料。通过不同温度下单次和5次重复热震（水淬试验）后测试材料的残余强度来评价ZrB2一SiC陶瓷材料的抗热震性能，通过SEM分析研究材料的热震损伤机制。研究结果表明，随着热震温度的提高，ZrB2-SiC材料热震后的残余强度逐渐降低，但1400℃热震后形成的玻璃相，对裂纹有修补、愈合的作用，提高了试样的残余强度。单次热震的损伤机制主要是微裂纹的产生。5次热震后试样的残余强度与相同温度下的单次热震相比要低很多，5次热震的损伤机制是氧化和微裂纹的共同作用。ZrB2-SiC材料的抗热震试验结果显示了该材料具有优异的抗热震性能。     

热熔敷法制备碳纳米管增强增韧玻璃涂层工艺研究

本文采用热熔敷法在碳钢基材表面制备了碳纳米管增强增韧玻璃涂层,利用金相显微镜观察了涂层与基体的界面。并采用落球冲击试验和热震试验研究了碳纳米管加入量对玻璃涂层表面性能、耐冲击性、密着性和抗热震性的影Ⅱ向。结果表明,当添加碳纳米管含量为5％,950℃保温5min时制备出较好玻璃涂层,其耐冲击性、抗热震性能和密着性有较大提高。     

ZrO2-NiCr/Al梯度涂层的抗热震性能研究

为了研究ZrO2-NiCr／Al梯度涂层的抗热震性能，设计了4种不同的涂层方案，采用多层平板模型计算了各种方案的涂层中温度和热应力的分布。计算结果表明与其它的涂层方案相比，梯度涂层方案中应力的变化幅度较小，分布也比较缓和。还采用等离子喷涂方法制备了计算模型中设计的4种涂层方案的试样，并对试样进行了抗热震性能试验。试验和计算得到的结果是一致的，都表明采用梯度涂层方案时有较好的抗热震性能。     

相含量的变化对氧化锆陶瓷性能的影响

研究了氧化钇含量对氧化锆陶瓷相含量和性能的影响 ,分析了性能变化的原因和传统抗热震理论的不足 ,同时简化了急热急冷条件下抗热震系数的计算。结果显示 :氧化钇含量为 2 5mol,%时 ,15 80℃× 1h常压烧结的氧化钇稳定氧化锆陶瓷的抗热震性最佳 ;氧化钇含量为 3 0mol,%时 ,材料的综合力学性能最佳 ;氧化钇含量为 3 5mol,%时 ,材料的线膨胀系数最大 ;在急热急冷条件下 ,对于相组成不同的同种材料而言 ,材料的抗热震性可简单表述为抗弯强度和线膨胀系数的函数     

Cu-Ni-Fe-NiFe_2O_4金属陶瓷的制备与表征

以NiO、Fe_2O_3和Cu、Fe、Ni为主要原料,采用两步固相烧结法,制备出Cu-NiFe_2O_4和Cu-Ni-Fe-NiFe_2O_4金属陶瓷试样.用阿基米德排水法测试样密度,并结合XRD和SEM分析其微观结构,测量了试样的静态热腐蚀率、抗热震性和电导率.研究表明,与Cu-NiFe_2O_4金属陶瓷比较,金属Fe、Ni的加入能够起到晶粒细化、提高致密度的作用,同时使Cu与陶瓷的润湿性得到改善.Cu-Ni-Fe-NiFe_2O_4试样在冰晶石熔盐中的静态热腐蚀率有所降低,而抗热震性有较大提高.电导率也有一定提高,原因是由于金属相均匀的分散于陶瓷相中,减小了晶界间的势垒作用,从而使载流子更易通过晶界.     

纳米改性Ti(C,N)基金属陶瓷的抗热震性能研究

为研究不同金属相对纳米TiN改性Ti(C,N)基金属陶瓷抗热震性能的影响,采用真空烧结法分别制备了Ti(C,N)基20Ni、10Co-10Ni和20Co三组金属陶瓷,用急冷-强度法测定了其抗热震性能.结果表明,3组金属陶瓷试样的热震残留强度均随热震温度的升高而降低,其热震残留强度急剧下降的临界温度分别为410、370和330℃.扫描电镜分析结果表明,热震后试样的组织仍然保持着金属陶瓷典型的芯/壳结构,随着热震温度的升高,组织中出现裂纹,断口中有气孔及裂纹出现,导致材料强度下降.对热震试样硬度的测试结果表明,纳米TiN改性Ti(C,N)基金属陶瓷在热震后仍然具有很高的硬度.     

铁硅金属间化合物套管抗热震性研究

为了证实铁硅金属间化合物套管良好的抗热震性能,本文将不同胶粘剂成型的铁硅金属间化合物套管,以及SiC冷静压烧结管在熔融铝液中进行了抗热震性对比测试,并用扫描电镜分析了断口形貌。实验结果表明:自配硅酸盐胶粘剂粘结的套管具有较强的抗热震性,但由于采用的是胶粘冷压成型工艺,粉体间结合力较低,其抗热震性不及SiC冷静压烧结管。断口形貌分析表明:各套管断裂方式不同,但都是由于缺陷的存在,诱发了裂纹的形成及扩展。