富硼渣制备BN-MgAlON复合材料及氧化机理分析

在热力学分析的基础上以富硼渣和炭黑为主要原料合成了BN-MgAlON复合材料,并利用X射线衍射(XRD)、能谱分析(EDS)、扫描电镜(SEM)和DSC-TG等测定了产物的相组成、显微结构和氧化性能。实验结果表明,在实验条件下,富硼渣中的B2O3生成BN、MgO、Al2O3反应生成MgAlON相。BN-MgAlON复合粉体的主要成分为MgAlON、Sialon、BN。以制备的复合粉体为原料,Y2O3为添加剂,烧结制备出了BN-MgAlON复合材料,主要物相为Mg-AlON、Sialon和BN,有少量Al5Y3O12和CaYAl3O7相生成。复合材料氧化温度988℃左右,继续升高温度,试样开始增重,增重速率增大,随着温度的升高,温度高于1320℃时,最大增重率为5.54%。     

利用富硼渣合成MgAlON基复相粉体

以富硼渣为主要原料,碳黑作还原剂,用硅灰和Al(OH)3调整成分,采用碳热还原氮化法合成MgAlON基复合粉体。通过XRD、SEM等检测手段研究了配料中配碳量、MgO添加量对反应过程及产物的影响。结果表明,理论配碳量为比较合适的配碳量;随着配料中MgO含量的增加,产物中MgAlON的含量也逐渐上升,x值为4.5是比较合适的MgO加入量,继续增加MgO含量,MgAlON的含量变化不大,SiAl6O2N6逐渐减少,而CaAl4O7和BN逐渐增加。     

富硼渣钠化法制备硼砂的实验研究

采用X射线衍射分析(XRD)方法分析表明,富硼渣中的硼组分主要以Mg2B2O5形式存在,而钠化渣中的硼组分以Na4B2O5和NaBO2晶相形式析出.为提取富硼渣中的硼,考察了热处理温度、碳酸钠加入量、热处理时间、水浸温度等因素对钠化渣中硼浸出率的影响.同时考察了富硼渣中w(Al2O3)、w(CaO)、w(B2O3)、m...     

超细高能燃料无定形硼粉的自蔓延制备与表征

采用自蔓延高温合成(SHS)法,用高活性金属Mg粉还原B2O3粉,通过镁热还原反应B2O3 3Mg→2B 3MgO制备出超细高能燃料无定形硼粉,研究镁热还原工艺对还原产物的影响.采用X射线衍射仪对盐酸溶浸后的还原产物进行物相分析.结果表明:还原过程中生成的酸不溶物MgB6、BxO、Mg2SiO4、FeB49是影响硼粉纯度的主要杂质.利用费歇尔粒度测试仪(F.S.S.S)检测无定形硼粉的平均粒径和比表面积.通过优化制备工艺,在B2O3/Mg(质量分数,%)为3.0、反应体系温度为850℃的条件下,可制备出纯度高于94%、比表面平均粒径为0.5～0.7μm、比表面积达4～6m2/g的超细无定形硼粉.     

O＇-Sialon-BN复合材料在钢液中的侵蚀机理

研究了O＇-Sialon-BN复合材料在钢液中侵蚀的热力学和动力学过程,结果表明,O＇-Sialon-BN侵蚀的主要原因是钢液中的[Mn]与试样晶粒间少量玻璃相中的SiO2发生化学反应生成MnO-SiO2-A12O3低熔点渣相并溶解;同时.钢液中的[O]与试样中的O＇-Sialon反应生成SiO2和A12O3,产物SiO2又被钢液侵蚀掉;但BN不易与钢液反应因此,BN晶粒在侵蚀层内壁聚集,逐渐形成较厚的扩散层,阻碍了试样在钢液中侵蚀反应的进行O＇-Sialon BN复合材料抗钢液侵蚀的动力学分为两段控制:前期由界面化学反应控制,后期由扩散控制,由此分别得出相应的侵蚀速度方程。     

浸入式水口MgAlON质内衬材料的抗Al2O3附着性研究

浸入式水口在连铸过程中，特别是多炉连铸铝镇静钢时，由于Al2O3在水口内壁附着引起堵塞问题。研究了无碳无二氧化硅的MgAlON质耐火材料，考察了MgAlON—Al2TiO5、MgAlON—BN、Al2O3-C、CaO-ZrO2-C材料的抗Al2O3附着性。结果表明，MgAlON-AT复合材料的抗舢203附着性和抗钢水侵蚀性均优于其它材料．     

O‘—Sialon—BN复合材料在钢液中的侵蚀机理

研究了O'-Sialon-BN复合材料在钢液中侵蚀的热力学和动力学过程。结果表明,O'-Sialon-BN侵蚀的主要原因是钢液中的[Mn]与试样晶粒间少量玻璃相中的SiO2发生化学反应生成MnO-SiO2-Al2O3低熔点渣相并溶解;同时,钢液中的[O]与试样中的O'-Sialon反应生成SiO2和Al2O3,产物SiO2又被钢液侵蚀掉;但BN不易与钢液反应,因此,BN晶粒在侵蚀层内壁聚集,逐渐形成较厚的扩散层,阻碍了试样在钢液中侵蚀反应的进行。O'-Sialon-BN复合材料抗钢液侵蚀的动力学分为两段控制：前期由界面化学反应控制,后期由扩散控制,由此分别得出相应的侵蚀速度方程。     

铝热还原氮化微晶白云母合成α-Al2O3/β-SiAlON的物相演变

以川西微晶白云母为主要原料,铝粉为还原剂,采用铝热还原氮化法合成了α-Al2O3/β-SiAlON材料,并利用X射线衍射仪(XRD)研究了不同温度下的物相变化及配铝量对反应产物的影响.结果表明:在1350℃和1450℃,所有样品的主要产物均为α-Al2O3和β-SiAlON相,但铝粉用量为35%(质量分数,下同)的样品经1350℃铝热还原氮化后的产物中含β-SiAlON相较多;当铝粉用量和加热温度分别为45%和1550℃时,反应产物中不含α-Al2O3和β-SiAlON相,却出现了AlON、AlN和Si3Al7O3N9相.     

球磨退火法制备氮化硼纳米管及其生长机理研究

以氧化硼(B2O3)为主要原料,氨气为反应气体,采用球磨退火法制备了氮化硼纳米管(BNNTs)。采用XRD、SEM、TEM等手段对产物进行了表征分析。结果表明,合成的BNNTs尺寸较为均匀,瓷舟内的BNNTs直径20~50nm,长度2~20μm;陶瓷基片上的BNNTs直径10~20nm,长度2~20μm。研究了BNNTs生成的反应方式及其生长过程,B2O3与氨气在高温下反应是通过气-气反应和气-固反应两种反应方式进行的,BNNTs是由氮化硼纳米片(BNNSs)卷曲连接而形成的。     

Al与cBN在高温高压下的相互作用

将立方氮化硼(cBN)微粉和铝(Al)微粉按照体积比7:3的比例进行混配, 在高温(1300～1500℃)、高压(5.5GPa)条件下进行烧结. 利用X射线衍射分析(XRD)、透射电子显微镜(TEM)以及X射线色散能谱(EDS)对烧结体的物相构成、显微结构以及各组分元素的分布进行了分析. 实验结果表明, 1300℃, Al尚未与cBN反应; 当温度升至1400℃时, Al与cBN反应生成AlN和AlB₂; 温度进一步升高至1500℃, 反应产物增多, 产物种类不变. TEM和EDS分析表明, 在反应过程中Al扩散进入cBN的表层, B扩散进入富Al的区域, 生成新相AlN和AlB₂.