锂霞石复合玻璃钎料连接碳化硅陶瓷接头的应力缓释机理

设计了β-锂霞石/BS复合玻璃钎料(BSL),探究了β-锂霞石掺入量对复合玻璃钎料特征温度、热膨胀系数、润湿性及连接微观组织和力学性能的影响机制。随β-锂霞石掺入量增加,BSL复合玻璃钎料热膨胀系数逐渐降低且下降程度逐渐增大,其特征温度则逐渐升高且升高程度呈逐渐增大趋势,在相同温度下的表观接触角增大,同时其表观接触角随温度的变化变缓。当T=850℃、t=10 min时,复合玻璃钎料(BSL3)连接RB–Si C陶瓷的界面与相同工艺参数下的RB–SiC/BS界面组织相似,但在玻璃焊缝中,β-锂霞石转变为块状灰色KAlSiO₄ (钾霞石)晶体。块状KAlSiO₄负膨胀相可降低热膨胀系数、阻止裂纹扩展,连接接头因此取得了较好的强化效果,接头的压剪强度从未强化前的5.2 MPa提高到10.9 MPa。     

β-锂霞石的合成工艺研究及结构特征

为了研究合成β-锂霞石的最佳合成温度,对压成的生料块分别在最高合成温度为1310℃,1350℃,1400℃下进行合成,通过对比不同合成温度下得到的样品X射线衍射图,从而确定出采用直接烧结法合成β-锂霞石的最佳合成温度,并通过研究β-锂霞石的结构特征,解释了其负热膨胀机理。结果表明,在保温时间一定的条件下,合妇度趔篙,β-锂霞石的相对含量越少,合成β-锂霞石的最佳合成温度为1310℃。     

低温锂镁瓷的研制

以降低陶瓷烧成温度,降低陶瓷生产能耗为目的,利用滑石、锂辉石、锂云母、高岭土和膨润土等原料,经大量配方实验,配制吸水率低于1%、烧成总收缩小于14%、白度高于80度、热稳定性达200℃→20℃水热交换一次不裂,在1110℃~1150℃烧结瓷化的低温锂镁瓷坯料及相适应的釉料。该瓷洁白、细腻,釉面光润,适用于日用瓷和工艺瓷生产。     

Li2O—Al2O3—SiO2系统中β—锂霞石的形成机理及其动力学

研究了名义组成为Li_2O·Al_2O_3·2SiO_2的配合料烧成时β-锂霞石形成机理及其动力学关系.探明了此固相反应系统在1000℃-1500℃(～1016℃)首先生成β-锂辉石(β-Li_2O·Al_2O_3·4Si0_2).随反应温度增高,Si~(4 )被(Li~ Al~(3 ))置换量增大,≥1050℃时开始形成β-锂霞石(β-Li_2O·Al_2o_3·2SiO_2),并随温度提高而加速.确认了β-锂霞石形成过程是受扩散控制;其反应动力学关系可用金斯特林格方程描述;反应速度的温度关系符合阿累尼斯方程,反应活化能E=837KJ/mol.依此可通过调整合成条件以控制β-锂霞石形成量及其它相组成,使其膨胀系数可在很宽范围内进行调节.合成了高负膨胀系数(-58×10~7)的良好单相性材料.     

透锂长石耐热瓷产品的研究

本文对以透锂长石替代锂辉石制作的耐热瓷进行了试验研究.研究了透锂长石用量在不同烧成温度中对耐热瓷试样的吸水率、抗折强度和热膨胀系数的影响规律,并通过X射线衍射分析研究其主要矿物组成.研究表明,以透锂长石为主要原料,可以制备出热膨胀系数α20～600℃=1.6×10-6/℃透锂长石质耐热瓷产品;通过中试生产实践也证明,透...     

β-锂霞石对Bi2O3-B2O3-ZnO系封接焊料封接粘结拉伸强度影响的研究

低温封接真空玻璃以降低退钢化效应是当前研究的难点问题,采用环保型封接焊料替代含铅焊料是热点问题,铋锌硼玻璃是最有希望替代含铅焊料的低熔点玻璃系统.将不同掺量(wt％)的β-锂霞石掺入到Bi2O3-B2O3-ZnO系封接玻璃中,制备封接焊料,通过十字交叉法测试在不同烧结温度下封接的封接粘结拉伸强度,研究β-锂霞石掺量、烧结温度对封接粘结拉伸强度、粘结层厚度的影响.结果 表明:在410 ～430 ℃,β-锂霞石掺量为9％～12％时能明显提高封接粘结拉伸强度,其中410℃烧结时,掺量为9％的强度提高28％,达到1.19 MPa.β-锂霞石掺量6％ ～ 12％时,在410 ～450℃烧结温度范围,封接粘结拉伸强度随烧结温度变化小,有利于封接工艺的控制.随β-锂霞石掺量增加,封接界面处由明显的压应力转变为明显的拉应力,相应的封接粘结拉伸强度由低转变为高,再转变为低.在各烧结温度下粘结层厚度随β-锂霞石掺量的增加而增大,但未发现其与强度存在直接关联关系.     

专利文摘

一种非结晶的封接玻璃,可在425℃左右进行封接,其基本组成(重量％)为75.50～84.00PbO,11.24～14.25 B_2O_33,1.80～2.90 ZnO,2.6～9.4Bl_2O_3和一定量的β-锂霞石晶体,热嘭胀系数为71.5×10~(-7)/℃。在非结晶封接玻璃组成的配方中,所用的β-锂霞石晶体是一种粉末,其最大颗粒不大于30微米,将没有β-锂霞石晶体的上述非结晶封     

硅溶胶高分子网络凝胶法合成β-锂霞石粉

利用硅溶胶作为合成原料，通过高分子网络凝胶法制备了β-锂霞石粉。采用XRD、TG—DSC、SEM等手段对其相变过程进行了研究。高分子网络凝胶经过500℃脱碳后，在高温条件下发生了如下变化：在700℃以下煅烧形成无定性相，800℃出现为主晶相β-锂霞石及次晶相偏铝酸锂相，随温度的升高，晶粒发育更完整，而晶相组成没有改变。     

透锂长石质低膨胀耐热紫砂陶瓷的研究

以天然矿物湖南保靖紫砂、透锂长石、镁质粘土、矾土、苏州高岭、贵州高岭、黑泥和膨润土为主要原料,采用普通日用陶瓷生产工艺,制备了透锂长石质低膨胀耐热紫砂陶瓷产品。通过研究低膨胀耐热紫砂陶瓷的烧成温度和高温阶段烧成时间与耐热紫砂陶瓷性能之间的关系,并测试了耐热紫砂试样的吸水率、抗折强度和热膨胀系数。研究结果表明:随着增加透锂长石的用量,低膨胀耐热紫砂陶瓷的吸水率减小,抗折强度降低,平均热膨胀系数也会降低。当透锂长石含量为40%、保靖紫砂含量为32%时,材料的最佳烧结温度为1260℃,高温阶段(1200~1260℃)烧成时间为90 min,吸水率为0.5%、抗折强度为65 MPa、热膨胀系数为α_(20~800)=2.68×10~(-6)/℃。     

氧化铝-锂霞石复合陶瓷在钢水中抗热震性研究

为了提高氧化铝陶瓷的抗热震性,将具有负膨胀系数的锂霞石加入到Al2O3中,通过无压烧结工艺,制备出了氧化铝-锂霞石复合抗热震陶瓷.结果表明,锂霞石加入量w(锂霞石)=20%,烧结温度为1500℃时,陶瓷样品能够承受钢水中1500℃温差(空冷)的热震破坏.采用SEM对陶瓷进行组织结构分析,发现在基体内部形成片状组织,这样的显微组织对提高陶瓷的抗热震性具有重要作用.     

电真空仪表封接用的多相组分结晶玻璃材料

对PbO70～85.7,B_2O_39.9～25.4,ZnO4.4～5(重量％),另添加β-锂霞石组分玻璃的热膨胀系数及封接温度进行了研究。该玻璃于800～1000℃熔炼,然后与填加剂一道磨压成柱状。其封接温度取     

镁橄榄石/堇青石复相陶瓷性能的研究

为确保起着信号发射、接收、调制等作用的微波天线系统在高温环境能有效工作,其陶瓷基部分要求低介电常数、低损耗、热膨胀系数与金属相匹配,在高温下能有效工作。镁橄榄石瓷具有低的介电常数和介质损耗,但热膨胀系数较大,采用热膨胀系数低的堇青石瓷进行复合,制备镁橄榄石/堇青石复相陶瓷,期望两者在介电性能和热膨胀性能上能够互补,满足耐高温天线材料的要求。     

烧结温度对合成镁橄榄石性能的影响

以电熔镁砂、二氧化硅微粉为原料,采用固相反应法合成镁橄榄石,研究了不同烧结温度及不同配比对合成镁橄榄石材料性能的影响.研究结果表明:以镁橄榄石的理论配比配料合成镁橄榄石,在温度较低时在镁砂表面形成一层镁橄榄石,随着温度的升高,镁橄榄石层变厚,方镁石颗粒被镁橄榄石层包围;烧结温度从1350℃升到1600℃,试样的显气孔率降低,组织结构变得致密,接近镁橄榄石理论配比的试样综合性能较优.     

透锂长石含量对陶瓷低膨胀性能的影响

以天然矿物透锂长石为主要原料,添加适量高岭土、石英等原料,采用普通陶瓷工艺,通过调节透锂长石的不同含量,研究其对透锂长石质低膨胀陶瓷性能的影响。测试材料的热膨胀系数,结果表明,透锂长石含量为30wt%时,材料的热膨胀系数为4.42×10-6/℃,随着透锂长石含量的逐渐增加,材料的热膨胀系数逐渐降低,当透锂长石含量增加到80wt%时,材料的热膨胀系数为0.30×10-6/℃,接近透锂长石晶体的热膨胀系数。     

烧结法制备负膨胀β-锂霞石微晶玻璃

采用化学纯原料,利用烧结法制备了Li_2O-Al_2O_3-SiO_2系负膨胀微晶玻璃。利用DTA、XRD、SEM和EDS等测试方法,研究了微晶玻璃基础成分配比(Al_2O_3/Li_2O)和添加剂(Bi_2O_3)用量对微晶玻璃物相组成、显微结构、热学性能和力学性能的影响。随着Al_2O_3/Li_2O不断增大,样品的主晶相始终为β-锂霞石,样品的吸水率逐渐减小,热膨胀系数与抗折强度则不断增大。随着Bi_2O_3添加量的增加,微晶玻璃中次晶相Bi_2SiO_5的析出量也随之增加。由于Bi_2SiO_5晶相的热膨胀系数远大于β-锂霞石晶相,故微晶玻璃的热膨胀系数逐渐增大。     

Na2O-MgO-Al2O3-SiO2建筑装饰微晶玻璃的研究

利用浇铸法制备了MgO-Al2O3-SiO2微晶玻璃。采用示差扫描量热法(DSC)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等分析方法,研究NMAS微晶玻璃玻璃组成中Al2O3/SiO2对微晶玻璃的析晶和性能的影响。结果表明:玻璃中析出的主晶相为镁橄榄石。随Al2O3/SiO2的减小,镁橄榄石的衍射峰强度逐渐减弱,次晶相为a-堇青石。C3、C4中还有很少量-6-1的顽辉石相。微晶玻璃热膨胀系数逐渐升高,抗折强度和硬度逐渐减小。C1在600℃时的热膨胀系数为7.01×10K,抗折强度为115MPa,硬度达为8.0GPa。     

锂辉石低热膨胀陶瓷坯体的研究

本文系统地研究了以锂辉石为基础的Li_2O-Al_2O_3-SiO_2体系低热膨胀陶瓷,获得了热膨胀系数小于2×10~(-6)/℃以及接近于零膨胀的陶瓷坯体。本文强调了在坯体中使用一定量的石英对降低热膨胀系数有显著作用。研究表明,陶瓷坯体的低热膨胀率主要取决于瓷体中生成的β-锂辉石固溶体的数量,以及固溶体中的SiO_2含量。     

镁橄榄石加入量对镁质浇注料性能的影响

为降低镁质浇注料的原料成本,用镁橄榄石骨料部分替换镁质浇注料中等粒度的镁砂骨料,研究了镁橄榄石加入量(加入质量分数分别为0、16%、32%)对不同温度(110、1 000和1 500℃)处理后浇注料性能的影响。结果表明:随着镁橄榄石加入量的增大,浇注料烘干后体积密度减小,显气孔率变小,强度增大;1 000和1 500℃热处理后,浇注料体积密度减小,显气孔率增大,强度增大,抗渣侵蚀性降低,抗渣渗透性以镁橄榄石加入量为16%(w)时最好。     

锂辉石对碳化硅基复相陶瓷热膨胀及显微结构的影响

采用近零膨胀材料β-锂辉石作为高温结合剂，通过常压烧结制备碳化硅基复相陶瓷材料，研究β-锂辉石质量分数为25%～40%、烧结温度为1 500～1 600℃复相陶瓷的致密性、显微结构和热膨胀系数。结果表明：β-锂辉石高温熔融产生液相能包裹碳化硅颗粒，烧结过程中锂辉石的相变在一定程度提高了材料致密性。复相陶瓷中玻璃相含量是引起热膨胀系数升高的主要原因。当β-锂辉石添加比为35%时，在1 600℃烧结下的复相陶瓷的热膨胀系数低于1 550℃,且杨氏模量有小幅增加。     

堇青石-莫来石复相低膨胀耐热瓷的制备研究

以合成堇青石、合成莫来石、贵州高岭土、樟州土、弋阳瓷石、烧滑石、锂云母为主要原料,添加适量滑石,制备了堇青石-莫来石复相低膨胀耐热瓷,通过正交试验确定了耐热瓷的基础配方,并运用XRD、热膨胀仪等测试手段对样品进行表征,分析了滑石含量对坯体性能的影响,在优化配方的基础上,研究了烧成制度与坯体热膨胀性能、抗折强度及吸水率的关系。研究结果表明:当滑石加入量为20%时,烧成温度1270℃,保温时间30min,坯体热膨胀系数为2.75×10-6/℃,吸水率为8.19%,抗折强度为85.08MPa。