爆轰合成纳米γ-氧化铝粉体的实验研究

介绍了纳米氧化铝的应用、现有的合成纳米氧化铝的技术方法和特点.论述了利用硝酸铝和炸药混合爆轰合成纳米氧化铝的实验研究.并对未经任何处理的实验产品分别进行了高分辨率透射电镜分析、衍射分析、热分析和比表面积分析.结果表明所得到的氧化铝为纳米级,颗粒形状呈球形,其粒度主要分布在10～50nm之间,平均粒度约为25nm,晶型为γ型氧化铝.     

氧化铝陶瓷刀具材料的制备及力学性能

采用硫酸铝铵热分解方法制备出颗粒细小(～100 nm)、粒径分布范围窄、团聚程度轻、性能良好的α-Al2O3纳米粉体,并研究了氧化铝陶瓷刀具材料的制备及力学性能.研究表明,以氧化镁和氧化钇作添加剂,α-Al2O3纳米在1 550 ℃真空烧结2 h,可获得相对密度达98.7%的氧化铝陶瓷.样品的维氏硬度为17.0 GPa,洛氏硬度HRA为93,抗折强度404 MPa,断裂韧性5.7 MPa·m1/2,达到了高性能氧化铝陶瓷刀具的性能要求.     

氧化铝基微波陶瓷材料的制备及性能研究

采用常压烧结法制备氧化铝陶瓷样品,通过添加CaO-MgO-SiO2(CMS)烧结助剂来降低氧化铝陶瓷的烧结温度。通过设计实验改变烧结助剂的配比来研究其对氧化铝陶瓷性能的影响,以制备出高致密度、介电常数稳定、介电损耗低的氧化铝陶瓷。利用D/MAX-2000/PC型X射线衍射仪来分析氧化铝陶瓷的相组成,利用S-4800型场发射扫描电子显微镜来观察氧化铝陶瓷的微观形貌,利用6500B精密阻抗分析仪测试氧化铝陶瓷的介电性能。结果表明:当MgO的添加量为0.3%(质量分数,下同),当CaO的添加量为1.0%时,样品的介电性能最好(介电常数εr≈9.5,介电损耗tanδ10-4),其致密度也较高(表观密度达3.7 g·cm-3)。     

纳米氧化铝成石油化工业高端催化剂

新技术针对工业生产中对纳米氧化铝粉体晶型和颗粒特征的要求及成本等问题,开发出了以铝为原材料的低成本高纯正己醇铝生产工艺。科研人员通过溶胶凝胶法,控制溶胶凝胶制备过程的影响因素、纳米氧化铝前驱体的热处理工艺和粉体表面改性,制备出了分散性好、多形貌     

MgO和烧结温度对Al_2O_3陶瓷致密化过程的影响

以高纯α-Al_2O_3粉体为原料,MgO为烧结助剂,采用放电等离子烧结技术(SPS)制备氧化铝陶瓷。研究了MgO添加量和烧结温度对氧化铝陶瓷致密化过程及显微结构的影响,并分析了烧结过程中气孔的扩散与演变。结果表明:添加适量MgO可以降低氧化铝陶瓷的烧结温度,抑制晶粒长大,提高致密度,0.25%(质量分数)是MgO的最佳添加量;随着烧结温度的升高,晶粒逐渐长大,气孔率降低,1 550℃为最佳烧结温度;在此条件下获得的微米晶氧化铝陶瓷,其相对密度达到99.96%,平均晶粒尺寸约为3μm,且晶粒大小均匀,几乎无异常长大现象。     

退火处理对MOCVD氧化铝薄膜成分、晶型及微观结构的影响

以乙酰丙酮铝为金属有机源,采用MOCVD在硅基底上制备了氧化铝薄膜,利用X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)等方法研究了不同退火温度对氧化铝薄膜成分、晶型和显微结构的影响。结果表明:350℃沉积的氧化铝薄膜由氧化铝和氧化铝水合物构成,退火处理可使氧化铝水合物转化为氧化铝。此外,退火处理还可以促使氧化铝由非晶向亚稳相和α-Al2O3转变,其中700℃退火后的氧化铝薄膜为非晶氧化铝,900℃退火的氧化铝薄膜由非晶和γ-Al2O3构成,1100℃退火后的氧化铝薄膜由γ-,θ-和α-Al2O3构成。700℃退火后的氧化铝薄膜形貌均匀致密,与退火前的薄膜相比没有明显变化;当退火温度≥900℃时氧化铝薄膜发生开裂,分析认为退火过程中产生的热应力以及氧化铝薄膜晶型转变带来的体积收缩是薄膜开裂的关键原因。     

新型氧化铝矿浆烧成炉内热过程的数值模拟

在了解氧化铝矿浆干燥、烧成工艺及设备的基础上,针对中国铝业股份有限公司中州分公司开发的一种新的氧化铝矿浆干燥和烧成炉,建立了矿浆干燥、烧成炉内气固两相流的流动传热以及烧成过程的数学模型,就干燥、烧成炉运行参数及各几何参数进行优化计算,得出了炉内气固两相流动的速度场、温度场、压力场以及颗粒干燥和烧成反应时间,并分析讨论了喷口位置、喷口速度、颗粒雾化粒径等参数对氧化铝矿浆干燥、烧成工艺的影响.     

中和法制取Al2O3微粉时晶种对相变温度的影响

在中和沉淀法制备超细氧化铝粉末时，存在目前科研人员普遍难以解决的团聚问题。在由氢氧化铝粉末煅烧得到氧化铝的过程中，由于煅烧温度过高，原本超细的粉末发生了严重的团聚，针对此问题，文章通过添加晶种的方法来降低相变温度，使得在相对较低温度条件下即可得到α—Al2O3。取得了较好的试验结果，将相变温度降低了200℃左右，有效地防止了团聚现象的发生。     

腐蚀条件对氧化铝纳米线制备的影响

采用阳极氧化法制备多孔阳极氧化铝(AAO)模板,研究磷酸溶液中氧化铝纳米线的化学刻蚀合成.分析磷酸溶液的浓度和反应温度对氧化铝陶瓷纳米线生长的影响,探讨化学腐蚀法制备氧化铝陶瓷纳米线的反应温度区间和溶液的浓度范围.实验结果表明,腐蚀溶液的反应温度愈高或腐蚀溶液浓度愈高,纳米线出现时间愈早,生长速率愈快,最终纳米线长度愈长.氧化铝纳米线的制备与腐蚀溶液的浓度和反应温度密切相关.在浓度为4%-10%的磷酸溶液和35-60℃的温度范围内都形成氧化铝陶瓷纳米线.     

低钠煅烧氧化铝α相变影响因素剖析

本文扼要介绍随着煅烧温度的不断提高,氧化铝由γ相、θ相等不稳定相转变成稳定α相的晶型转变和相变机理;特别是结合生产实践,重点对低钠煅烧氧化铝α相变影响因素进行剖析,从不同厂家原料选择、添加矿化剂类型、α相籽晶添加量、原料粒度不同、杂质氧化钠含量、煅烧前进行球磨细化处理和煅烧温度控制等7个方面,详细剖析了影响低钠氧化铝α相变的因素;最后,总结出生产低α相氧化铝、高α相氧化铝及混合α相氧化铝的控制方法和措施。     

CuO-TiO_2对多孔氧化铝陶瓷支撑体性能的影响

以α-Al2O3为骨料,羧甲基纤维素(CMC)为造孔剂和粘结剂,丙三醇为润滑剂和增塑剂,CuO-TiO_2为烧结助剂,采用挤压成形和固态粒子烧结法制备管式多孔氧化铝陶瓷支撑体。通过X线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、抗折强度测试等,研究CuO-TiO_2对氧化铝陶瓷支撑体的晶相组成与微观形貌、孔隙率、抗折强度、耐酸/碱腐蚀等性能的影响。结果表明:TiO_2与Al2O3固相反应生成Al2TiO5,并生成大量正离子空位而提高扩散系数,促进氧化铝陶瓷的致密化,同时CuO的液相润湿作用使TiO_2的固溶温度降低,生成液相低共熔物CuAl2O4,进而实现低温烧结。当TiO_2与CuO的添加量(质量分数)分别为3%和1.5%、烧结温度为1200℃时,获得孔隙率为33%、抗折强度104.4MPa、酸/碱腐蚀后的质量损失率为0.02%/0.09%的性能优异的管式多孔氧化铝陶瓷支撑体。     

α-氧化铝在新型氧化铝陶瓷中的应用

本文阐述了氧化物功能陶瓷、结构陶瓷、生物陶瓷中的特性及用途,介绍了新型氧化铝陶瓷对α－氧化铝的技术要求,展望了新型陶瓷材料的发展趋势。     

降低氧化铝瓷球生产成本的有效途径

降低生产成本是企业始终追求的目的。本文根据近年来在生产氧化铝瓷球方面的科研成果和实际生产经验，分析讨论了企业生产环节通过煅烧铝土矿替代α氧化铝原料，改进现有磨料方式，优化配方降低烧成温度和采用传统工艺设备生产90氧化铝瓷球等措施，来降低生产氧化铝瓷球的设备投资、设备维修费、原料成本、能耗和财务费用，从而大幅降低其生产成本、增加氧化铝瓷球生产厂家的市场竞争力。     

结晶氯化铝两步焙烧制备氧化铝的研究

粉煤灰盐酸法生产氧化铝工艺中的结晶氯化铝经焙烧后转化为氧化铝产品,焙烧方式对氧化铝的理化性质有较大的影响。研究了不同焙烧温度下结晶氯化铝的物相转化,并进行了低温、高温两步焙烧及烟气吸收试验。结果表明,两步焙烧产生的氧化铝内部为多层片状结构,疏松多孔,晶型为γ-Al2O3,未生成α-Al2O3,产品粒度大于一步焙烧产出的氧化铝,有利于氧化铝电解;烟气中氯化氢回收率95.79%,吸收效率较高。     

二氧化锰对C-Al材料物相和显微结构的影响

为了避免添加铝粉的碳复合耐火材料在热处理过程中生成易水化产物Al₄C₃和AlN,本文研究了MnO₂对C-Al材料物相和显微结构的影响.实验以鳞片石墨、金属铝粉和MnO₂细粉为主要原料,以酚醛树脂为结合剂,分别经不同温度下埋石墨粉烧成.用X射线衍射分析试样物相,用扫描电镜观察试样显微结构,并研究了二氧化锰的综合热分析曲线.发现在不加MnO₂的C-Al材料中,铝粉先生成粒状碳化铝,然后向纤维状氮化铝和氧化铝转化.在C-Al材料中加入MnO₂后,由于MnO₂逐渐释放出氧气,铝粉直接被氧化成氧化铝,继而生成锰铝尖晶石,避免了Al₄C₃和AlN形成;生成的氧化铝在800~1200℃以粒状为主,1400℃氧化铝以纤维状为主,1600℃生成了发育完全的柱状氧化铝.     

SPS工艺制备SiCp/Si3N4复相陶瓷及其力学性能的研究

使用Si3N4、SiC陶瓷微粉为原料,氧化铝(Al2O3)和氧化钇(Y2O3)为烧结助剂,通过放电等离子烧结(SPS)技术快速制备了SiC/Si3N4复相陶瓷,并研究了SiC的添加量、SPS的 烧结温度、压力和保温时间等参数对烧结试样相对密度、力学性能及显微结构的影响.结果表明,SiC颗粒补强增韧Si3N4陶瓷的最佳添加量为15%,相对与单相Si3N4陶瓷,维氏硬度提高了6.6%,断裂韧性提高了5%,抗弯强度提高了24%,样品晶粒比较均匀,SiC颗粒诱发穿晶断裂和钉扎效应提高了基体的断裂韧性.     

MgAlON结合镁质、镁铝尖晶石质与刚玉质材料的组织与性能

采用反应烧结法制备了MgAlON结合的镁质、镁铝尖晶石质和刚玉质试样,研究了不同主晶相对MgAlON单相结合相形成温度的影响及化学反应引起的体积膨胀和氧化物挥发对材料烧结的影响.结果表明:虽然用以形成MgAlON结合相的混合细粉的组成和数量都相同,但MgAlON结合的镁质、镁铝尖晶石质和刚玉质试样中形成MgAlON单相结合相的温度是不同的,依次呈升高趋势;MgAlON结合镁质试样在烧成过程中体积显著膨胀,MgO大量挥发,烧后试样镁砂颗粒和基质结合松散,密度低,强度小;MgAlON结合刚玉试样在烧成过程中体积膨胀小,氧化物挥发少,烧后试样刚玉颗粒和基质结合紧密,密度较高,强度较大;而MgAlON结合镁铝尖晶石试样烧成过程中的体积膨胀量、氧化物挥发量,烧后试样颗粒和基质的结合程度、密度和强度都介于前两者之间.     

结构陶瓷用低收缩率α-氧化铝的技术研究

通过分析α-氧化铝制品压实密度与收缩率的关系，提出低收缩率α-氧化铝研发的基本原理。通过对多种不同粒径α-氧化铝原料的合理搭配，研制成功一种适于厚壁结构陶瓷用的低收缩率α-氧化铝产品，它的压实密度2．60g·cm^-3，1600℃×2h烧后收缩率11．3％，最后探讨了氧化钠含量、颗粒粒度等对其收缩率的影响。     

SiC纳米及晶须增强Si_3N_4基复相陶瓷断裂行为的研究

用扫描电镜、透射电镜及努氏压痕法研究了添加SiC晶须、纳米颗粒及晶须和纳米颗粒的三种Si3N4基复相陶瓷在外力作用下的断裂行为。这三种材料断裂的主要方式是沿晶断裂 ,偶尔可见穿晶断裂。在裂纹发展的路径上当裂纹尖端遇到了晶须、集聚的纳米颗粒及类晶须时 ,会产生扭转、偏转、断裂、拔出和终止 ,从而使裂纹能量消耗 ,抑制和阻碍了裂纹的扩展和传播 ,起到了增韧补强的作用。     

氧化铝陶瓷的研制

氧化铝陶瓷是α-Al2O3的烧结制品,其化学性质稳定,耐酸、耐碱、耐高温,比重大、硬度高,在陶瓷,磨料磨具,耐火材料领域得到了广泛地应用.因α-Al2O3的熔点较高,氧化铝陶瓷的烧结相当困难,本文探讨了烧结氧化铝陶瓷的工艺条件与方法.详细地论述了原料的预处理,烧结助剂的筛选,配方的设计与调整、成型方法.研讨了烧结过程中烧结助剂对烧结过程的影响与作用,率先引入了稀土元素作为烧结助剂,为改善氧化铝陶瓷的性能开辟了新的途径.