烧结助剂对反应烧结Si3N4-BN复合材料的影响

以Si粉和BN粉为原料,采用反应烧结法于1450℃氮气气氛下制备了Si3N4-BN复合材料.分别考察了CaF2、Fe2O3以及Al2O3 Y2O3三种烧结助剂对BN含量(质量分数)为20%的复合材料性能的影响.利用XRD研究了在不同烧结制度下复合材料的物相组成,利用SEM对材料断面形貌进行了观察,并测定了材料的显气孔率、体积密度和常温抗折强度,同时探讨了不同烧结助剂对复合材料的作用机理.结果表明:以CaF2为烧结助剂时,材料中存在大量的残余硅,其他成分有BN,α-Si3N4和β-Si3N4;以Fe2O3为烧结助剂时,硅可完全氮化,材料的主要成分为β-Si3N4;以Al2O3 Y2O3为烧结助剂时,复合材料中α-Si3N4相含量比β-Si3N4相含量高,其抗折强度最高.     

C、P元素与Al/Si对SiAlFe粉化的影响

通过正交实验研究了杂质元素C、P含量对SiAlFe自然粉化的影响.结果表明:P含量小于0.03%时可避免合金产品粉化.C含量在0.1%-0.7%范围内,与"勾兑法"生产的产品粉化无必然关系.相分析(ESM与ESCA)结果证明,SiAlFe中的主体相是Al3Fe3Si2、Al9Fe,5Si5.当合金中Fe含量为24%~43%、Al/Si小于1时,该体系可以形成Al9Fe5Si5 FeSi23,的低共熔混合物,得出产品中存在少量的FeSi2.3(に相)高温变体组成是造成低Al含量的SiAlFe产品发生粉化的原因.     

真空感应炉熔炼超低碳纯铁的C—O—Si反应的研究

本文主要介绍真空感应炉生产超低碳硅纯铁的试验。试验采用了含碳0.034％、硅0.30％的纯铁原料。试验表明了 Fe—C—O—Si 熔体的平衡[C％]·[0％]·[Si％]体积在7.2×10~(-6)～1.2×10~(-5)之间。为此,利用热力学对 Fe—C—O—Si 熔体的不同平衡状态进行分忻。通过分析可知在熔体中有生成气相 SiO、FeO_xSiO_2渣相条件,并结合试验数据得出以下结论:在真空下熔炼超低碳硅纯铁时,硅以两种氧化产物(SiO,SiO_2)去除。提高真空度对去除 SiO 有利,熔池表面压力大于 SiO 蒸气压时,SiO 反应停止。这时 SiO_2为主要去硅产物。随着熔体氧含量上升,促使 SiO_2固体转变成复合的 FeO·SiO_2熔融状渣相,其比例值 x=1.2。熔渣的数置取决于原材料的 Si 含量。同时钢液的氧含量取决于渣相存在的 FeO 含量多少。     

包埋法制备SiC涂层C/C复合材料及真空热处理对涂层的影响

采用Si、C及Al2O3粉末为原料,利用包埋法结合真空热处理在C/C复合材料表面制备SiC涂层.并利用XRD、SEM等测试手段分析真空热处理对涂层C/C复合材料的组织结构和力学性能的影响.研究结果表明:包埋粉料中Si含量为84.5%和87.0%(质量分数)时,所制备的SiC过渡层由β-SiC、α-SiC和Si三相组成....     

利用铁尾矿合成Si3N4粉的实验研究

在热力学分析的基础上,以铁尾矿和碳黑为原料,采用碳热还原氮化法合成了 Si3N4粉.利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等技术测定了产物的相组成和显微结构,研究了合成温度为1 450℃,恒温时间8 h,N2流量600 mL/min条件下原料组成(配碳比(C和SiO2摩尔比))对合成过程的影响.结果表明,配碳比对合成过程的影响非常显著,在实验条件下配碳比为2最佳.当配碳比小于2时,随配碳比的增加,产物中Si3N4相迅速增加;当配碳比大于2时,随配碳比的增加,产物中Si3N4相开始减少,而SiC相逐渐增多.配碳比为2时,产物中Si3N4晶粒多为等轴柱状或短棒状β-Si3N4.     

闪速燃烧合成Fe3Si-Si3N4复合粉体的基础研究

利用SEM和EDS等手段对原料FeSi75闪速燃烧合成产物的相组成和显微结构进行了分析.结果表明,产物Fe3Si-Si3N4复合粉体的结构单元是,以铁相材料为内核,外层包覆氮化硅的包裹体结构,其中铁相材料是Fe3Si和α-Fe,表层氮化硅大多呈柱状结晶的β-Si3N4存在,α-Si3N4以微小圆形颗粒形式存在于致密层中.并对Fe3Si-Si3N4复合原料的高温稳定性及应用进行了初步探讨.     

铜闪速炉反应塔内壁挂渣热力学模型探析

将反应塔挂渣作为闪速熔炼的第四相产物,对铜锍、炉渣、挂渣和烟气四相共存体系,基于最小吉布斯自由能原理,建立了铜闪速炉反应塔内壁挂渣热力学模型.模拟计算结果表明,当反应塔中存在局部高氧势时,体系会产生含Fe3O4高的挂渣相,其产出率约为物料量的1.0%;与工业生产实践值相比,挂渣中Fe3O4、SiO2、FeO、Cu2O含量的相对误差分别为9.24%、9.93%、8.10%和6.73%,说明所建立的闪速炉反应塔内壁挂渣热力学模型是可行的,为闪速炉内壁挂渣热力学研究奠定了基础.     

原位生成陶瓷相增强铝基复合材料物相组成和反应机制的研究

通过外加颗粒SiO2 采用粉末冶金法成功制备了原位生成陶瓷相增强Al基复合材料 ,定量研究了复合材料的物相组成和反应机制。主要反应方程式为颗粒内Al 1/ 2Mg SiO2 =1/ 2MgAl2 O4 Si和颗粒外 2Mg Si=Mg2 Si。最终物相由约为 16.5 %～ 18.4%MgAl2 O4 ,3 %～ 5 %Si,11.7%Mg2 Si,及大于 0 .5 2 %MgO ,其余为Al组成 ,约 7%Al参加了反应 ,Mg和SiO2 基本消耗尽。反应是以SiO2 颗粒为核心进行的。这种反应及元素的扩散可以用“逐层反应机制”和“元素微观通道扩散机制”来描述。     

含硼高硅铁水脱硅时硼的氧化

 提出以我国辽东地区硼铁矿经高炉分离后的含硼生铁为原料直接冶炼硼钢。针对含硼铁水中硅、硫含量较高的特点,以及有价元素硼的进一步提取利用,首先研究了铁水中主要元素硼的氧化行为。再利用中频感应炉、石墨坩埚或刚玉坩埚,以Fe2O3为氧化剂,研究了温度、Fe2O3与CaO添加量、熔体成分等因素对Si、B氧化的影响。结果表明,Si、B氧化几乎是同步的,在1 400 ℃下氧化率均可达到90%;实验结果和有关热力学计算表明,适宜的脱硅温度应在1 400 ℃以下;增加氧化剂Fe2O3有利于脱硅和硼的氧化,本实验条件下CaO添加量对脱硅和硼氧化影响不大。     

基于钒铬渣钙化焙烧过程的V2O5/Cr2O3-CaO体系固相反应扩散行为

为探究钒铬渣钙化焙烧过程钒、铬组元与钙反应能力的差异,在热力学分析基础上,以V2O5、Cr2O3、CaO纯物质为原料,采用恒温焙烧法分别制备出V2O5-CaO与Cr2O3-CaO扩散偶.利用扫描电镜与能谱仪观测不同恒温时间后扩散界面的微观形貌以及产物层元素分布,分析恒温时间对固相界面反应的影响,并利用wagner方程对...     

NiAl/TiC金属陶瓷的燃烧合成

对Ni-Al-Ti-C燃烧合成体系进行热力学计算,并运用热力学原理分析该燃烧合成体系的平衡产物相.计算结果表明,Ni-Al-Ti-C燃烧合成体系的绝热燃烧温度为1 911 K,燃烧合成平衡相为NiAl和TiC.燃烧合成产物经XRD分析与热力学分析结果相吻合,说明该燃烧合成反应进行的较为彻底,证实热力学分析结果可信.原位合成NiAl/TiC复合材料中,NiAl基体出现了明显熔化特征,TiC颗粒在基体中分布不均匀.     

碳热还原铝土矿尾矿制取一次铝硅合金的热力学分析和实验验证

对碳热还原铝土矿尾矿可能发生的反应进行了热力学分析。利用TG、XRD、XRF、SEM-EDS等技术研究了产物的生成过程、Fe2O3对反应的影响以及产物的物相组成。结果表明,Fe2O3可以降低反应温度和S iC的生成率,提高A l2O3的还原率。碳热还原铝土矿尾矿合适的反应温度为1 900℃。整个还原过程可分为4个阶段,其中以碳化物的生成与分解阶段为主。产物中除含有铝硅铁相生成外,还有残留的A l2O3、单质铝和碳化物相存在。     

碳热还原铝土矿尾矿制取一次铝眭合撇力学分析和实验验证

对碳热还原铝土矿尾矿可能发生的反应进行了热力学分析。利用TG、XRD、XRF、SEM—EDS等技术研究了产物的生成过程、Fe2O3对反应的影响以及产物的物相组成。结果表明,Fe2O3可以降低反应温度和SiC的生成率,提高Al2O3的还原率。碳热还原铝土矿尾矿合适的反应温度为1900℃。整个还原过程可分为4个阶段,其中以碳化物的生成与分解阶段为主。产物中除含有铝硅铁相生成外,还有残留的Al2O3、单质铝和碳化物相存在。     

含锌转炉炼钢泥的理化特性分析研究

转炉尘泥是转炉炼钢过程中产生的副产物,由于炼钢时加入了含锌原料,使转炉尘泥中的含锌量持续升高而不能直接利用.本文采用ICP、激光粒度分析、XRD和SEM-EDS等分析手段对转炉炼钢湿法收尘泥进行了分析.结果表明:含锌转炉泥中主要含有Fe、Ca、Zn等元素,其中,w(Fe)为48％～50％,物相为Fe3O4、Fe2O3与...     

转炉脱磷渣物相结构对脱磷的影响

通过采用热力学软件 Factsage 6.4、SEM、EDS、XRD,并结合红外和拉曼实验手段分析研究了一次倒渣和终点炉渣物相结构.结果表明：一倒渣和终渣的黏度均随着温度的升高而降低.温度相同时,一倒渣的黏度较高,但熔点低于终渣.低温时形成的液相较多,更有利于脱磷反应的进行.炉渣 Si、Ca、P 元素富集的区域,形成的矿相主要为2CaO?SiO2-3CaO?P2 O5固溶体相,对脱磷较为有利;而 Fe、Mn、Mg 和 O 元素富集的区域,形成的物相主要为铁氧化物和RO相,炉渣脱磷能力脱磷较差.红外和拉曼分析结果表明：一倒渣和终渣都形成SiO4四面体单元,一倒渣主要以Si-O-Si键为主,而终渣主要以P-O-P键为主.硅酸盐网状结构单元结构越多,对脱磷越有利.     

MoS_2-CaO-O_2系热力学分析及应用

通过热力学计算得出温度为800,900 K时,不同Mo S2,Ca O,O2初始物质量条件下对应Mo S2-Ca O-O2体系的热力学平衡,确定辉钼矿石灰焙烧的反应机制。热力学分析表明,800 K时体系初始摩尔量Mo S2∶Ca O=1∶3时,随着氧用量的增加Mo(VI)优先与石灰、氧气结合生成CaMoO_4,然后S(II)被氧化生成CaSO_4,体系氧化最终热力学平衡产物为CaSO_4,CaMoO_4;800 K时体系初始摩尔量Mo S2∶Ca O=1∶2时,随着氧用量的增加,约70%的Mo S2首先生成CaMoO_4,Ca S,然后Ca S氧化为CaSO_4,最终CaMoO_4作为固硫剂与残余的Mo S2反应生成Mo O3和CaSO_4,最终对应热力学平衡产物为CaSO_4,Mo O3。理论上证明可以实现辉钼矿选择性钙化焙烧;温度从800 K提高至900 K时,不影响全钙化焙烧过程;对于选择钙化焙烧高温不利于CaMoO_4固硫,而富氧益于固硫。验证试验采用100 g辉钼矿与55 g氧化钙混匀,在温度为800 K的马弗炉中焙烧2 h,焙砂钼、硫固定率分别为98.36%,91.44%,X射线衍射(XRD)分析表明钼硫分别以Mo O3,CaSO_4存在,与热力学分析结论一致。     

凝胶注模工艺制备闭孔多孔Al_2O_3基陶瓷

以亚微米Al_2O_3粉末为原料,Mg O为掺杂剂,Si C为高温发泡剂,利用Al_2O_3基陶瓷在高温下具有超塑性变形能力的特点,采用凝胶注模工艺制备了闭孔多孔Al_2O_3基陶瓷.研究了不同Si C含量对Al_2O_3基陶瓷烧结密度、开口气孔率、闭口气孔率及微观结构的影响,考察了Al_2O_3基陶瓷的物相组成及气孔孔径的分布和大小,并且与传统的球磨混合工艺进行了对比.研究结果表明,坯体中Mg O与Al_2O_3反应完全,多孔陶瓷的物相组成为Al_2O_3和Mg Al2O4,并伴有少量的SiO_2晶相存在.随着Si C含量的增加,其烧结密度和开口气孔率逐渐降低,闭口气孔率逐渐增加.与球磨混合工艺相比,凝胶注模工艺制备的Al_2O_3基陶瓷中闭口气孔的孔径大小和分布更加均匀.     

工艺参数对Fe3Al/Al2O3复合材料力学性能的影响研究

以自制的亚微米Fe3Al为增强相、Al2O3为基体相,通过常压烧结制备出Fe3Al/Al2O3复合材料,研究了Fe3Al含量、烧结温度及保温时间对复合材料力学性能的影响.结果表明:增加Fe3Al含量、提高烧结温度及延长保温时间都可以不同程度的提高复合材料力学性能.最佳工艺参数为:Fe3Al含量(质量分数)为15%,成形压力为2488MPa,烧结温度为1380℃.此条件下制备的复合材料的各项力学性能较好:相对密度为93%,维氏硬度为9.3GPa,断裂韧度为7.51MPa·m1/2.烧结温度对提高复合材料力学性能的影响较大.     

硅对熔盐电解制备镨钕合金的影响

分析了在10 kA电解槽电解生产Pr-Nd合金过程中,SiO2对合金含Si量、电流效率以及炉况的影响。结果表明,电解质中过量的SiO2导致产品中Si含量≥0.05%,电流效率最低下降至57.4%。通过热力学计算得出在1 300 K时,SiO2与C生成CO反应的理论分解电压为0.767 V,远低于Pr2O3、Nd2O3与C生成CO反应的1.368 V和1.310 V。因此当原料中SiO2含量过高时,应采取低温电解、减少电解质补加量、多捞渣等措施。     

S32101双相不锈钢热轧中厚板氧化铁皮显微分析

摘要：采用EPMA、WDS和XRD对S32101双相不锈钢中厚板表面氧化铁皮显微结构进行研究，同时采用称重法测定出氧化增重曲线。结果表明：S32101双相不锈钢氧化铁皮厚度分布不均匀，氧化增重的平方值与氧化时间基本成直线关系。氧化铁皮外层物相为Fe2O3和Fe3O4，内层物相主要为FeCr2O4，局部区域存在MnCr2O4和NiCr2O4。结合热力学计算，得出了S32101双相不锈钢氧化铁皮形成的过程。