太阳能吸热器用莫来石--碳化硅陶瓷的原位合成(英文)

采用半干压成型和无压烧成技术,原位合成了用于太阳能热发电吸热器的莫来石结合碳化硅(SiC)吸热陶瓷。研究结果表明:经1 520℃烧成的样品B2(粒径≤61μm SiC 72%,粒径≤20μm SiC 18%,工业氧化铝4.64%,苏州高岭土5.36%)的综合性能最佳,其显气孔率、吸水率、体积密度和抗折强度分别为28.40%、13.35%、2.13g/cm3和44.20MPa;热震试验30次(1 100℃~室温,风冷),样品无裂纹,强度增加率达52.30%;在1 300℃氧化100h后,样品的氧化增重为25.43mg/cm2,氧化动力学常数为1.80×10--7kg2/(m4·s)。物相分析表明,样品的相组成为碳化硅、莫来石、石英和刚玉。显微结构分析表明,原位合成的莫来石结合于碳化硅颗粒间,赋予样品较好的抗折强度。热震试验30次后,可在样品中观察到更加致密的结构,碳化硅晶粒被树枝状微晶紧密联接,改善了样品的抗热震性。莫来石--碳化硅复相陶瓷可作为塔式太阳能热发电吸热器的潜在应用材料。     

在碳化硅陶瓷上用等离子喷涂莫来石涂层的新方法

莫来石作为一种用于高温工作环境的硅质陶瓷保护层的材料是大有前途的，在碳化硅上用传统等离子喷涂莫来石涂层，在受热循环时，易于产生裂纹和剥落。实验证实这是由于传统喷涂的莫来石中存在有非晶质莫来石所致。高温的碳化硅基质陶瓷在用新的等离子喷涂法喷涂莫来石涂层时，可消除产生的非晶质相，因此可以显著地改善涂层的性能。用此法喷涂的莫来石涂层，在从室温到１０００℃￣１４００℃的高温循环条件下，显示出优良的耐着性能     

莫来石结合碳化硅浇注料的研制

对碳化硅含量在 70 %以上的莫来石结合碳化硅质浇注料进行了试验研究。结果表明 :该浇注料从常温到 150 0℃均有较高的强度 ,并且 150 0℃烧后表面不氧化 ,可在 150 0℃及 150 0℃以下的高温环境中应用     

碳纤维涂层碳化硅高温抗氧化性能研究

碳纤维材料以其良好的性能,在树脂基、陶瓷基、金属基等复合材料中得到了广泛的应用,但高温下容易被氧化,并严重的限制了碳纤维的应用范围。本文利用扫描电镜、透射电镜、电子探针、X射线光电子能谱分析、热重分析等对涂层碳纤维进行了高温(800℃)抗氧化性研究,得到了涂层的成分为SiC,通过可控气氛炉得到涂层碳纤维800℃高温下失重率与时间呈现抛物线规律变化,同时与无涂层碳纤维的氧化失重曲线相比发现：此涂层碳纤维在高温下具有一定的抗氧化性。     

用不同硅质原料来制备莫来石结合碳化硅多孔陶瓷

分别以Al(OH)3为铝质原料,气相白炭黑和硅灰为硅质原料,在1330 ℃下实现了莫来石的低温合成,莫来石转化率达90%以上.以碳化硅为骨料,以20%结合剂制得了莫来石结合碳化硅复相陶瓷多孔材料.当材料的气孔率为31.46%时,抗折强度达85.75 MPa.利用XRD和SEM分别研究了不同硅质原料合成莫来石结合碳化硅材料中莫来石转化率及材料烧成温度对材料性能的影响.作为比较,研究了以红柱石为合成莫来石原料来制备Mullite/SiC复相陶瓷多孔材料.     

氟化铝添加量对碳化硅/莫来石复合多孔陶瓷性能的影响

本文以碳化硅(SiC)、气相SiO2、纳米Al2O3和AlF3·H2O为原料,制备出了碳化硅/莫来石复合多孔陶瓷,主要研究了AlFa·H2O添加量、烧结温度对多孔陶瓷抗弯强度、气孔率、孔径分布等性能的影响.用SEM、XRD研究了多孔陶瓷的微观形貌和物相组成.结果表明:AlF3·H2O对莫来石的生成有明显的促进作用,1300℃时,添加AlF3·H2O的样品中检测到莫来石相,多孔陶瓷气孔率随AlF3·H2O加入量增加而升高,而抗弯强度随其增高而先增加后减小,AlF3·H2O添加量为4wt％时,多孔陶瓷气孔率为42.8％,抗弯强度为31.1 MPa.     

常压烧结莫来石／氧化锆／碳化硅复相陶瓷的研究

本文对莫来石／氧化锆／碳化硅复相陶瓷进行了Ｎ２气氛中常压烧结的研究。实验结果表明：ＳｉＣ粒子添加量≤２０ｖｏｌ％，材料均可致密烧结并可获得均匀的微观结构。ＳｉＣ粒子的加入使材料人力学性能较莫来石／氧化锆陶瓷有明显的提高，并在ＳｉＣ含量为１０ｖｏｌ％时达到峰值，室温强度和断裂韧性分别为６０１ＭＰａ和５．８ＭＰａ＾Ｃ２，接近热压材料。     

碳化硅多孔陶瓷的性能研究

研究了碳化硅多孔陶瓷的性能与烧成温度、氧化铝引入量、混料粒度等因素的关系,评定了将其作为过滤件的过滤效果。     

碳化硅基复相陶瓷的高温氧化及其对强度的影晌

本文系统地研究了引入第二相非氧化物粒子TiC,TiB_2,ZrB_2和氧化物粒子Al_2O_3后SiC基复相陶瓷的氧化行为和规律,以及它对SiC基复相陶瓷强度的影响。实验结果发现,引入第二相非氧化物粒子后SiC基复相陶瓷的抗氧化性能大大降低,会在较低的温度下发生灾难性快速氧化,出现灾难性氧化的温度与引入的第二相非氧化物粒子的种类有关而与添加量无关,在出现灾难性氧化前的100～150℃,强度会发生大幅度下降现象;引入第二相氧化物粒子Al_2O_3的SiC基复相陶瓷,其抗氧化性不发生踢显变化,高温强度也不出现大幅度降低的现象;各种SiC基复相陶瓷的抗氧化能力次序为:SiC-Al_2O_3>SiC-TiC>SiC-TiB_2>SiC-ZrB_2。     

Si_3N_4结合SiC复合材料耐高温性能的研究现状

Si3N4结合SiC复合材料具有高温强度高、抗氧化性能好、热膨胀系数低和抗热震性好等优良性能,广泛应用于陶瓷烧成、有色金属及钢铁冶炼和粉末冶金中的耐高温材料。本文综述了Si3N4结合SiC复合材料耐高温性能方面的研究进展,分析了影响复合材料耐高温性能的因素,提出了提高复合材料高温弯曲强度、热膨胀系数、抗热震性、抗高温氧化性等耐高温性能的方法。     

SiC+w-AlN复合材料高温抗氧化性能的研究

研究了A1N(Y_2O_3)、AlN(Y_2O_3)-SiC_w两种材料在1300℃的氧化行为。用XRD、SEM、EPMA及TEM/EDSA分析了材料氧化后的相组成及显微结构。结果表明:两种材料在1300℃空气中100h内的氧化增重符合抛物线规律,SiC晶须的引入可明显改善AlN的高温抗氧化性。提出了AlN-SiC_w复合材料的氧化机理。     

Si3N4结合SiC窑具的研究和开发

有关反应烧结Si_3N_4结合SiC方面的资料和报导甚多,但总体观之,都是从某一方面加以论述,且目前大生产较为成功的仅限于钢炉衬砖。本文通过对Si_3N_4结合SiC窑具的研究和分析及大量的文献索引,较为系统的报导了反应烧结Si_3N_4结合SiC窑具的成型、烧结过程及其缺陷,并分析了其抗氧化性能及抗热震性能。     

炭／炭复合材料抗氧化研究

Ｃ／Ｃ复合材料抗氧化问题是该领域的研究重点。本文根据我校的研究工作论述了Ｃ／Ｃ 复合材料的氧化过程及机理,讨论了不同阶段活化能变化的规律,对Ｃ／Ｃ复合材料抗氧化涂层进行概略分类,介绍了几种先进的涂层及制备方法,并就Ｃ／Ｃ 复合材料抗氧化发展和研究的前沿问题提出一些见解。     

高温氧化对再结晶碳化硅陶瓷断裂强度的影响

研究了在1500℃空气中的高温氧化对再结晶碳化硅(recrystallized silicon carbide,RSiC)陶瓷断裂强度的影响。用X射线衍射仪、扫描电镜分析了RSiC样品氧化后表面的物相组成及显微结构。结果表明:在1500℃下RSiC陶瓷的氧化质量增加遵循抛物线规律,氧化速率常数为3.77×10-5g2/(cm4·h1),其线性相关系数r2为0.998。RSiC陶瓷的室温抗弯强度随氧化时间增加呈现出先升后降的变化趋势,当氧化21h时,材料的室温抗弯强度最高,达到87MPa。氧化初期由于样品表面生成致密的非晶态SiO2,对样品表面的缺陷起到了钝化作用,导致材料室温断裂强度升高;氧化后期由于非晶态SiO2膜的析晶而产生裂纹以及循环氧化导致裂纹扩展,从而使材料的断裂强度降低。     

炭/炭复合材料的抗氧化研究现状

介绍了目前提高C／C复合材料抗氧化能力的方法，简述了抗氧化涂层的制备方法，综述了抗氧化涂层的几种典型结构。提出了对于C／C复合材料高温氧化保护研究方向的一些看法，阐明了其发展趋势及前景。     

SiC匣钵装烧瓷器烟薰的原因及对策研究

针对湖南某厂使用SiC匣钵装烧瓷器时产生大量的烟薰缺陷 ,探讨了SiC在复杂环境下的氧化机理 ,通过改进匣钵和涂料配方 ,提高了匣钵的抗氧化性能 ;通过优化烧成制度 ,改善了窑内的烧成气氛 ,因而有效地解决了制品的烟薰缺陷。     

高温氧化预处理对B4C—SiC／C复合材料自愈合抗氧化性的影响

考察了未经和经过１２００℃,１ｈ氧化预处理的两种Ｂ４Ｃ－ＳｉＣ／Ｃ复合材料样品ＢＳ２０２０和ＢＳ１５３０在８００℃、１０００℃（干燥气）及１０００℃潮湿空气中的氧化行为。结果表明：经过１２００℃氧化预处理后,除了ＢＳ１５３０在８００℃（干燥空气）氧化过程的自愈合抗氧化性改善程度有限外,ＢＳ１５３０在１０００℃（干燥和潮湿空气）、ＢＳ２０２０在８００℃（干燥空气）和１０００℃（干燥和潮湿空气）氧化过     

烧结温度对大功率超薄型压电蜂鸣器用压电陶瓷结构和性能的影响

采用轧膜成型工艺制备大功率超薄型峰鸣器用压电陶瓷。该陶瓷是三方／四方相共存PSN—PBZT(0．02Pb(Sb0．5Nb0．5)O3—0．98PbxBa1-z(Zr0.55Ti0.45)O3)压电陶瓷。研究了烧结温度对三方／四方相共存PSN—PBZTB陶瓷性能的影响，利用XRD和SEM研究了烧结温度对其结构的影响。结果表明，随着烧结温度的升高，材料的晶格常数轴率比Ct／at逐渐升高，ar有所降低，同时，材料的晶粒尺才增大，材料的介电常数和机电耦合系数增大。但是，烧结温度太高将手致其介电常数和机电耦合系数降低，这是由于出现玻璃相和游离氧化锆稀释铁电相所致。