石墨粒度对赛隆-石墨复相材料相组成和显微结构的影响

以氮化铝粉(w(AlN)=99%)、硅粉(w(Si)=99%)、活性氧化铝微粉(w(Al2O3>)=99%)和鳞片石墨为主要原料,在流动N2气氛下分别于1 480和1 550℃制备赛隆-石墨复相材料.研究了石墨粒度(300、125、45 μm)和烧成温度(1 480、1 550℃)对β-SiAlON合成率的影响,同时借助XRD、SEM等手段分析和观察了材料的物相变化和断口形貌.结果表明,在1 480和1 550 ℃下,石墨均阻碍了β-SiAlON的合成:在1 480℃,石墨阻碍了α-Si3N4向β-Si3N4转化,并且石墨粒度越小,阻碍作用越显著;在1 550℃,碳热还原反应加剧,石墨对15R-SiAlON的生成更有利,并且石墨粒度越小,生成15R-SiAlON的趋势越大.     

烧成制度对锆铁红颜料合成的影响

以实验为依据,探讨烧成温度,等烧成工艺条件对锆红颜料合成的影响,依此得出确定颜料烧成制度的基本原则。     

温度对合成堇青石-莫来石复相材料的影响

本文用溶胶－凝胶法合成的二氧化硅、硝酸铝和硝酸镁合成堇青石－莫来石复相材料,研究了温度对合成复合相的影响。     

β-SiAlON基复相耐火材料的高温使用性能研究

研究了β-SiAlON-刚玉、β-SiAlON-SiC和β-SiAlON-刚玉-SiC三种复相耐火材料的主要高温使用性能,以及其中SiAlON相含量(w,下同)分别为25%、40%和55%时对其性能产生的影响。结果表明:β-SiAlON-SiC复相耐材的抗热震性、抗渣侵蚀性优于β-SiAlON-刚玉,在热震温差为1100℃时,抗热震次数达到40次以上;β-SiAlON-刚玉复相材料的抗氧化性优于β-SiAlON-SiC,在1400℃氧化10h后,各试样单位面积的质量增加量约为:β-SiAlON-刚玉29.07～29.79mg·cm-2,β-SiAlON-SiC35.56～36.40mg·cm-2,β-SiAlON-刚玉-SiC33.0mg·cm-2。随着β-SiAlON含量的增加,β-SiAlON-刚玉的抗热震性和抗渣侵蚀性增强,抗氧化性减弱;而β-SiAlON-SiC的抗热震性减弱,抗渣侵蚀性和抗氧化性增强。     

赛隆-刚玉-石墨复相材料的烧结性能、相组成和显微结构

以金属铝粉、硅粉、活性氧化铝微粉、刚玉细 粉和鳞片石墨为主要原料,在流动N2气氛中于1400 ～1600℃制备了赛隆-刚玉-石墨复相材料,研究 了其烧结性能及质量变化,同时借助XRD、SEM、 EDS、EPMA等手段分析和观察了材料的物相变化和 显微结构,并探讨了其反应过程。结果表明,石墨显 著影响着原位氮化反应烧结制备赛隆-刚玉-石墨 复相材料的烧结性能及质量变化。究其原因,与石墨 参与反应有关:在Si-Al-Al2O3-C-N2体系中, 1400～1500℃时,主要发生氮化反应形成β SiAlON 相,硅与石墨反应形成SiC相;同时,在1500℃时, 硅可能大量蒸发形成气相,如Si(g)、SiO(g),其与 CO或C反应形成针状碳化硅;1600℃时,氮化反应 迅速,碳热还原反应加剧,部分β SiAlON、Al2O3和碳 进一步发生碳热还原反应形成15R。     

合成温度对堇青石—莫来石复相材料中堇青石、莫来石生成量的影响

以MgO-Al2O3-SiO2三元相图为依据,在M2A2S5－A2S3连线上进行了堇青石－莫来石复相材料组成点的设计,并在高温下合成了堇青石与莫来石比例为1：1的复相材料,重点讨论了烧成温度对堇青石－莫来石复相材料中堇青石,莫来石生成量的影响,XRD定量分析结果表明,当合成温度范围约在1380－1420℃之间时,可在复相材料中得到接近理论的相组成。     

用煤矸石和煤合成β-SiC-Al2O3复相材料的研究

以煤矸石和无烟煤为原料 ,研究了在高温下合成β SiC -Al2 O3复相材料的可行性 ,并对原料的选取和合成工艺制度进行了探索 ,结果表明 :1 )在一定温度及煤过量的条件下 ,不加保护气体 ,通过碳热还原反应可以得到较高含量的 β SiC -Al2 O3复相陶瓷材料。 2 )细度的增大能明显提高反应进程 ,得到较纯的β SiC -Al2 O3复相材料。     

烧成制度及杂质对Mg-PSZ材料析出体形态和力学性能的影响

以阳泉产ZrO2原料为研究对象,通过控制烧成制度,即在烧结温度前保温(1600℃),再在C相区烧结固溶,经慢速冷却至1100℃后再自然冷却到室温,可使基体中长出大小合适的析出体,获得较佳的力学性能.含10mol%MgO的Mg-PSZ材料强度可达728MPa,韧性可达12.3MPa.m1/2,与宜兴料相比较,可知少量杂质(Fe2O3)可略降低材料的烧结温度,但对材料的力学性能无影响.通过SEM对选用不同烧成制度材料中析出体的形态进行了分析.     

刚玉-莫来石-锌铝尖晶石复相材料的合成与烧结

热力学计算表明:在Al2O3SiO2ZnO三元体系中,硅酸锌(Zn2SiO4)和锌铝尖晶石(ZnAl2O4)生成Gibbs自由能在温度为1326.85℃以下是负值,莫来石(3Al2O3·2SiO2)的Gibbs生成自由能在温度为426.85℃以上是负值。系统中Al2O3富存的条件下,Al2O3可与Zn2SiO4反应生成锌铝尖晶石。以ZnO,SiO2,Al(OH)3为原料,通过固相反应合成刚玉莫来石锌铝尖晶石复相材料。研究烧结温度和气氛对刚玉莫来石锌铝尖晶石复相材料的合成与烧结性能的影响。用X射线衍射分析复相材料中的物相成分。用扫描电子显微镜观察复相材料的显微结构。结果发现:Al2O3SiO2ZnO三元体系在所选择的配料点,1300℃及1600℃时均能生成刚玉、莫来石、锌铝尖晶石3种物相,不会出现低熔点的硅酸盐相,这明显区别于Al2O3MgOSiO2三元体系,该体系在1500℃左右会出现低熔点相。试样在900℃烧成后出现锌铝尖晶石相。随着温度升高,试样的致密化过程加快,部分抵消了1300℃左右莫来石形成所产生的体积膨胀。当烧结温度高于1300℃时,试样的致密化过程大大加快。还原性气氛不利于刚玉莫来石锌铝尖晶石复相材料的合成与烧结。     

AlON-TiN复相材料的合成及工艺优化

在对Ti—Al-O-N体系热力学分析的基础上合成了AlON—TiN复相材料，XRD，TEM分析与观测结果证实了热力学分析的可靠性。运用人工神经元网络(artificial neural networks，ANN)对合成AlON—TiN的工艺参数进行了训练，训练结果良好，神经网络的预测值和实测值一致；遗传算法(genetic algorithm，GA)寻优得到最佳工艺参数：烧结温度为1830℃，保温2．45h，TiN的含量为15％(质量分数)。对遗传算法寻优结果进行了单因素分析，随着TiN含量的增加，强度增加，而随烧结温度和保温时间的增加，强度先增加后减小。     

添加YAG的气压烧结α/β-sialon复相材料

对比研究了YAG替代Y2O3和Al2O3作为添加剂的α/β-sialon致密化行为，各组成相的发展过程和陶瓷力学性能，在1700～1900℃热处理过程中，由于YAG较高的化学稳定性，使添加YAG的α/β-sialon系统中α-sialon的生成较缓慢，这种系统中形成较多过渡液相及氮化物原子在液相中的过饱和，同时由于限制生长的α-sialon晶粒少及选择了含有适量大小及分布的β-Si3N4晶核的原料，使陶瓷中形成含量丰富的长柱状β相Si3N4晶粒，提高了陶瓷的断裂韧性及抗弯强度，随着高温保湿时间增加，添加YAG的α/β-sialon系统趋于达到与添加等量Y2O3,Al2O3系统同样的相平衡，含有相同的α-sialon相，因而保持了材料的高硬度性能。     

Sialon／AI2O3复相材料的合成工艺与性能

研究了利用粘土和AI2O3粉还原氮化一步合成Sialon/AI2O3复相材料的制备工艺,并其物相组成及Sialon相含量对抗折强度、体密度、抗热震稳定性的影响进行了研究。结果表明,此工艺简单可行,复相材料的抗 折强度和抗热震稳定性均随Sialon相含量的增加而提高,而体密度则下降。     

β-Sialon-Al2 O3-SiC系复相材料的研制和性能

研究了在 15 0 0℃的流动氮气中 ,用Al粉、Si粉、Al2 O3粉、刚玉和SiC的颗粒及细粉直接制备 β Sialon -Al2 O3-SiC系复相材料的氮化烧结技术。XRD和SEM分析表明 ,结合相 β Sialon的显微形貌随刚玉量的增加由纤维状向棱柱状转变 ,发育良好。复相材料的高温抗折强度高于常温抗折强度。抗热震试验结果显示 :添加适量的刚玉对β Sialon -SiC复相材料和添加适量的SiC对β Sialon -刚玉 复相材料都具有良好的增韧效果 ,这是β Sialon的纤维增强及柱状晶体原位自补强增韧和复合弥散相增韧综合作用的结果。抗碱和抗高炉渣试验均显示了该复相材料优良的抗碱和抗铁渣侵蚀能力。     

添加Sm_2O_3的β＇－12H复相sialon

在Ｓｉ－Ａｌ－Ｏ－Ｎ系统中，进行（β＇＋１２Ｈ）－ｓｉａｌｏｎ的成分设计，并以Ｓｍ￣２Ｏ￣３作为添加剂，用气压烧结（ＧＰＳ）制备了β＇＋１２Ｈ复相陶瓷。材料的相组成和微观结构研究表明：主晶相为β＇相和１２Ｈ相，纤维状的１２Ｈ与短柱状或等轴状的β＇交织排列形成致密组织。添加剂Ｓｍ￣２Ｏ￣３对复相ｓｉａｌｏｎ的致密化和结构性能有着较大影响，当添加量增加到５％（质量）时，材料达到理论密度为９９％，并显示较好的强度和韧性。另外，还对相同条件下制备的（β＇＋１２Ｈ）－ｓｉａｌｏｎ与β＇－ｓｉａｌｏｎ进行了比较，纤维状１２Ｈ相的引入，使裂纹扩展过程中产生偏转、分叉、桥接和１２Ｈ的拔出，对材料起到类似晶须的增韧补强效果。     

Sialon/Al2O3复相材料的合成工艺与性能

研究了利用粘土和Al2 O3 粉还原氮化一步合成Sialon Al2 O3 复相材料的制备工艺 ,并对其物相组成及Sialon相含量对抗折强度、体密度、抗热震稳定性的影响进行了研究。结果表明 ,此工艺简单可行 ,复相材料的抗折强度和抗热震稳定性均随Sialon相含量的增加而提高 ,而体密度则下降。     

利用铝厂污泥合成莫来石/刚玉复相材料

采用铝型材厂污泥和粘土为原料合成莫来石刚玉复相材料，主要探讨不同Al2O3／SiO2比值对形成的晶相结构影响。采用XRD和SEM表征各样品的晶相，结果表明各样品都形成2种晶相：莫来石固溶体和刚玉相，其中No．2配方中莫来石和刚玉的比例为：71．6：28．4，莫来石在扫描电镜下呈柱状交织，为较佳配方。     

Al2O3/h-BN自润滑复相陶瓷烧成工艺的探讨

通过探讨烧成方法和烧成温度对Al2O3/h-BN自润滑复相陶瓷物相组成、显微结构的影响,结果表明：常压烧成时,材料很不致密;热压烧成时由于压力和液相的共同作用,可以破坏片状h-BN长大时形成的卡片房式结构,促使片状h-BN定向排列,缩小材料的孔隙率,提高了材料的致密度。由于h-BN的卡片房式结构的阻碍,Al2O3/h-BN自润滑复相陶瓷材料较难烧结致密,需要高温热压烧成,烧成温度初步确定在1700～1800℃之间。