原位TiN/O′-Sialon复相材料的抗渣侵蚀性能

采用静态熔滴法,模拟高炉软熔带渣成分,研究了原位TiN/O′-Sialon复相材料的抗渣侵蚀性能并与其他材料进行了对比.采用X射线衍射仪分析残渣的物相,对材料被侵蚀部位采用电子探针方法进行显微结构观察和元素分布分析,测量蚀损层的平均深度.结果表明:材料被侵蚀后结构发生变化,可大致分为渣带、渗透带和未变带;随材料中TiN含量的增加,材料的蚀损深度减小,渣带和渗透带变窄,抗渣侵蚀性能增强;TiN/O'Sialon的抗渣侵蚀性能优于O′-Sialon和ZrO2/O′-Sialon;随侵蚀温度升高、侵蚀时间延长和渣中FeO含量增大,材料的蚀损深度增加,其中侵蚀温度的影响最为显著.     

Cu/TiBN电接触材料的导电性及抗电弧侵蚀机理

采用渗硼烧结法合成了一种新型TiBN粉体材料,它兼有陶瓷性和金属性,电阻率为2.6×10-3Ω·cm。以TiBN和TiN为增强相,采用粉末冶金法制备了Cu/TiBN和Cu/TiN电接触材料,系统的研究了不同含量TiBN和TiN的电接触材料的微观结构和物理性能。结果表明,与TiN相比,TiBN增强相能明显改善Cu基电接触材料的导电性能、抗氧化性能、硬度和抗电弧侵蚀性能。当含量为5wt.%时,Cu/TiBN电接触材料的抗电弧侵蚀能力最好,重量损失仅为1.5mg。电弧侵蚀时,在Cu/TiBN表面生成TixOy、B2O3和N2等产物,这些产物能明显改善Cu/TiBN电接触材料的抗电弧侵蚀能力。新开发的Cu/TiBN电接触材料具有优异的物理性能和抗电弧侵蚀性能,在电接触行业中拥有广阔的应用前景。     

2205型双相不锈钢带极电渣堆焊材料的研制

研制出2205型双相不锈钢带极电渣堆焊材料,H2205焊带及其匹配焊剂SJ26B,解决了工程上采用2209型双相不锈钢带极堆焊材料熔敷金属铁素体含量很难达到40％的难题。采用该套材料进行带极电渣堆焊试验,结果表明：堆焊工艺性能极佳,冶金性能优异,熔敷金属力学性能、耐蚀性能优良,熔敷金属铁素体含量为40％-60％,满足工程实际需要。     

FABRICATION AND PROPERTIES OF TiN/O’-Sialon ELECTROCONDUCTIVE COMPOSITES

以高钛渣为主要原料经碳热还原氮化法合成出廉价的TiN/O'-Sialon粉体作为原料,常压下烧结制备了TiN/O'-Sialon导电复合材料,利用XRD和SEM对其相组成和显微结构进行了表征,研究了初始原料中TiO2加入量对材料的致密化、力学性能及常温导电性能的影响.结果表明:烧结产物由O'-SiMon和TiN组成.O'-Sialon大多呈等轴状,粒度约1-3μm.TiN为细小粒状,粒度多小于0.5μm.初始原料中TiO2加入量为30%的材料,其体积密度为3.1 g/cm3,硬度为9.2 GPa,抗弯强度为169 MPa.25%左右的TiO2加入量是决定材料中TiN能否形成导电网络的最低TiO2加入量,此时材料的电阻率为1.8×10-2Ω·cm.     

TiN/O′-Sialon导电陶瓷的高温氧化行为(英文)

以高钛渣为主要原料制备的TiN/O′-Sialon导电陶瓷为研究对象,研究TiN/O′-Sialon材料在1200～1300℃下的抗空气氧化行为。采用DTA-TG法研究材料的恒温和变温氧化过程,利用X射线衍射、扫描电镜和能谱分析检测方法对氧化产物的相组成和显微结构进行表征。结果表明:TiN和O′-Sialon的氧化分别从500℃和1050℃左右开始进行。在1200～1300℃下氧化后的材料表面可形成由Fe2MgTi3O10、SiO2和TiO2组成的较致密的保护膜,其形成主要与材料中TiN含量、氧化产物中SiO2和非晶相数量以及材料显气孔率有关。材料氧化前期遵循直线规律,中后期遵循抛物线规律,其表观活化能分别为1.574×105J/mol和2.693×105J/mol。增加材料中TiN的含量从而导致材料单位面积氧化质量显著增加。     

高炉渣对Sialon-SiC-Al2O3复相耐火材料的侵蚀行为

研究了高炉渣对Sialon-SiC-Al2O3复相耐火材料的侵蚀行为,结合渣侵蚀后试样的显微结构研究得到复相材料有好的抗高炉渣渗透能力.富SiC的Sialon-Al2O3-SiC复相耐火材料的渣侵蚀产物为透辉石、钙长石和玻璃相,其渣侵蚀机理为氧化-渣蚀-剥落.富刚玉的Sialon-Al2O3-SiC复相耐火材料的炉渣侵蚀产物为钙长石、镁铝尖晶石和玻璃相,刚玉颗粒与渣中的MgO反应生成镁铝尖晶石并拌有体积膨胀,使得镁铝尖晶石反应层结构疏松而被炉渣溶蚀,其炉渣侵蚀机理为氧化-渣蚀-溶解.     

金属铝液对电磁泵用SiC陶瓷的侵蚀

研究了电磁泵升液管用粘土结合碳化硅材料在高温铝液中的抗铝液侵蚀性能,用XRD分析试样侵蚀层的相组成,用扫描电子显微镜观察试样侵蚀层的显微结构。结果表明:随铝液温度的提高,碳化硅材料抗铝液侵蚀能力显著降低。随侵蚀时间增长,侵蚀层厚度增加。铝液对粘土结合碳化硅侵蚀属于晶间腐蚀。     

Inconel 690带极电渣堆焊熔敷金属力学性能

针对核电用Inconel 690镍基合金的研究现状,对熔敷金属的力学性能展开研究。采用金相显微镜观察Inconel 690镍基合金带极电渣堆焊熔敷金属组织、采用扫描电镜对熔敷金属拉伸断口进行研究。结果表明,熔敷金属中有大量析出相,主要沿枝晶间分布;随着熔敷金属中Mn,Nb含量的增加,析出相的数量和尺寸增加,拉伸断口中高温低塑性裂纹减少,熔敷金属中晶界滑移受到析出相的钉扎,台阶和韧窝交错分布;熔敷金属Mn,Nb元素能够增加材料塑性储备,显著提升对高温低塑性裂纹(DDC)的抵抗作用。     

熔渗反应法制备MoSi2-SiC复合材料性能的影响因素

用熔渗反应无压烧结技术制备了MoSi2-SiC复合材料，对制备过程的影响因素进行了分析。研究结果表明：在渗硅温度为1450℃时，反应生成颗粒细小、弥散分布的SiC相，从而使得材料具有较高的抗弯强度；当渗硅温度升高至1750℃时，生成的SiC相发生再结晶长大，使得材料强度下降。成型压力对熔渗硅样品强度影响不大。MoSi2-SiC复合材料的抗弯强度随SiC相含量的增加在增强相含量为40％时存在一极大值，这是由于当SiC数量超过40％后，SiC粒子的团聚、长大使弥散强化作用降低，从而使材料的断裂强度降低；复合材料电阻率随第二相含量的增加而增加。     

含钛夹杂物对连铸保护渣性能的影响

含钛钢连铸过程中析出氮化钛夹杂,并参与渣-金界面反应,严重恶化传统含钛钢连铸保护渣的理化性能。研究了不同含量的TiN和TiO₂对不同碱度保护渣的熔点、黏度、结晶比例以及凝固温度等性能的影响规律。测试结果表明,TiN对CaO-SiO₂基保护渣的性能影响最大,随着渣中TiN含量的升高,保护渣的黏度、结晶比例和凝固温度大幅度升高;当TiN质量分数大于5%时,熔点大幅升高。TiO₂对CaO-Al₂O₃基保护渣的性能影响最大,当TiO₂质量分数小于4%时,可小幅度降低保护渣的黏度和凝固温度;当TiO₂质量分数大于10%时,渣中钙钛矿成为主要析出物相,熔渣的性能严重恶化,影响对坯壳的润滑作用。通过对比3种不同碱度的基础渣发现,CaO-SiO₂-Al₂O₃基保护渣具有较好吸收含钛夹杂物的能力。     

Al2O3-ZrB2-C复合材料性能研究

研究Al2O3-ZrB2-C复合材料，旨在作为金属熔体连续测温用热电偶保护管材料。主要研究了ZrB2对复合材料高温性能的影响。研究表明，随ZrB2含量增加，材料的机械强度增大。ZrB2不但能提高材料的高温性能，而且还可以起到抗氧化的作用，改善材料的抗热震性能和抗渣侵蚀性能。     

薄板坯连铸用SEN的开发和渣线材料抗侵蚀性能浅谈

对薄板坯连铸用浸入式水口(SEN)进行一些技术改进，如在SEN表面使用高抗氧化性能涂料，在ZrO2—C渣线的材料中加入复合防氧化添加剂以及采用高质量的熔融氧化铅材质等，使新型SEN显示出良好的抗热震性和抗侵蚀性。对使用后的SEN微观结构进行分析，渣线被侵蚀的主要原因是液态渣与ZrO2中的稳定剂CaO的反应和石墨被钢液氧化。     

TiN含量对Ti(C,N)/NiCr金属陶瓷微观结构和力学性能的影响

采用粉末冶金真空烧结方法制备了Ti（C,N）／NiCr金属陶瓷．研究了TiN含量对Ti（C,N）／NiCr金属陶瓷微观结构与力学性能的影响、结果表明,TiN的加入既改变了金属陶瓷硬质相颗粒的尺寸,使其变小,也改变了硬质相颗粒的形貌,使其由圆形变为多边形;随TiN含量的增加,金属陶瓷的抗弯强度均出现先增加后降低的规律,但在较低的烧结温度下,抗弯强度在TiN含量为4％时达到最大值,而在较高的烧结温度下,抗弯强度在TiN含量为6％时达到最大值;硬度在TiN含量〈10％时变化不明显,TiN含量〉10％时硬度急剧下降;抗弯断口以穿晶解理为主要的断裂模式．     

铝合金熔炼炉用铝硅质浇注料的侵蚀行为研究

采用坩埚法研究了铝合金液对4种铝硅质耐火浇注料的侵蚀行为,用XRD、SEM和能谱对侵蚀后的坩埚试样进行了物相和显微结构分析。结果表明:在本实验温度范围内,从气孔率判断,在1 200℃热处理后试样有一定程度的烧结,常温抗折和耐压强度均随处理温度的上升而增大;浇注料的抗铝液侵蚀性与其Al_2O_3含量和显气孔率密切相关,Al_2O_3含量越高、气孔率越低的试样抗渗透和抗侵蚀性能较好;铝合金液在850℃时与耐火材料中的Si O_2反应生成Al_2O_3和Si,伴随体积收缩,导致耐火材料开裂损毁;耐火材料反应层中颗粒和基质均被侵蚀,侵蚀后气孔被填充变得更加致密,在间歇式工况条件下容易产生结构剥落。同时,侵蚀过程中,铝合金液中的Zn蒸汽逸出,在过渡层富集。     

无压熔渗法制备TiO／Ni3Al复合材料的渗入工艺研究

以化学纯镍粉、钛粉、铝粉、石墨粉为原料,采用燃烧合成方法制备了TiC／Ni3Al含孔预制件,用无压熔渗法制备了Ni3Al熔渗TiC／Ni3Al复合材料,研究了渗透温度和时间对TiC／Ni3Al复合材料的微观组织、硬度的影响,对无压渗透动力学进行了探讨。采用XRD和SEM分析了复合材料的相组成和微观结构。试验结果表明,无压熔渗法是制备致密的TiC／Ni3Al复合材料的有效方法,适当提高渗透温度,可大大缩短渗透时间。在完成渗透获得致密组织的前提下,渗透温度和渗透时间对TiC／Ni3Al复合材料的硬度无显著影响。渗透后复合材料的组成相为Ni3Al和TiC,颗粒结合良好。制备的Ni3Al／TiC复合材料的维氏硬度随TiC体积分数的增加而提高。     

Mo-Al2O3金属陶瓷的氧化和渣蚀行为研究

热压注成型体积比为1：1的Mo-Al2O3金属陶瓷在空气中氧化始于500℃左右，生成MoO2，表现出增重；高于750℃时，由于生成的MoO3直接蒸发，明显失重。金属陶瓷中Al2O3含量越高，材料的抗氧化性能越好。在H2保护下金属陶瓷在钢渣中1650℃保温2h渣蚀时，由于材料中金属Mo被渣中FeO氧化后挥发，使得材料表层出现微小气孔，熔渣向材料中渗透，同时陶瓷晶粒从3～5μm增大到50-80μm。渣中的CaO与材料中陶瓷相Al2O3发生反应生成CA、C2A、C12A7等低熔点物质，使得材料性能进一步恶化，故该材料不宜在氧化性气氛或钢渣中长时间使用。     

Ni含量对AgNi电接触材料性能和电弧特性的影响

AgNi触头是一种工业上应用最广泛的电接触材料。采用粉末冶金方法制备了不同Ni含量的AgNi电接触材料,在直流阻性负载条件下(24 V,20 A,DC)测试触点电弧侵蚀行为。利用扫描电子显微镜、力学性能测试以及电接触测试系统研究Ni含量对AgNi触头材料的微观组织、电弧侵蚀形貌、力学性能、电接触性能的影响,揭示AgNi触头的电弧侵蚀机理。结果表明：Ni在Ag基体中呈纤维状弥散分布,随着Ni含量增加AgNi材料的强度和电阻率都增大,但塑性下降;随着Ni含量增加,AgNi触点接触电阻显著增加,抗熔焊性能下降。AgNi触点燃弧时间随Ni含量增加波动增大,但平均燃弧时间和燃弧能量没有明显增大,AgNi30的最大燃弧能量随分断次数增加明显。除了AgNi10以外,AgNi触点材料转移方向为阳极向阴极转移,转移量随Ni含量增加先增大后减小,电弧侵蚀后触点形貌为阳极形成凹坑而阴极形成凸点,且随着Ni含量增加,凹坑和凸点大而集中。     

高钛渣制备TiN/β′-Sialon复相导电陶瓷及其性能

以高钛渣合成出的TiN/β′-Sialon粉体作为原料,常压烧结制备了TiN/β′-Sialon复相导电陶瓷。利用X射线衍射仪和扫描电镜对材料相组成和显微结构进行了表征分析,研究了材料的致密化行为、力学性能及常温导电性能。结果表明:烧结产物主晶相为β′-Sialon和TiN。其中β′-Sialon多呈板条状,TiN为细小粒状,粒度多小于0.5μm。烧结温度为1 530℃、初始原料中TiO2加入量为35%(质量分数)时,材料的体积密度为3.01 g/cm3,硬度为9.62 GPa,抗弯强度为120.07 MPa。30%TiO2加入量是决定材料能否形成TiN导电网络的最低TiO2加入量,此时材料的电阻率为1.3×10-2·cm。     

高钛渣碳热还原氮化合成TiN/O′-Sialon导电陶瓷粉体

以高钛渣、硅灰和高铝矾土熟料为原料,采用碳热还原氮化法合成TiN/O′-Sialon导电陶瓷粉体。利用XRD、SEM和EDS检测手段研究合成温度及恒温时间对粉体相组成和显微形貌的影响,并探讨合成机理。结果表明:随合成温度的升高和恒温时间的延长,产物中O′-Sialon的含量逐渐增加,并在1 375~1 400℃、恒温7 h时成为产物主晶相,此时产物中还有较多TiN和少量β′-Sialon生成。继续提高温度和延长反应时间,体系气氛的改变导致O′-Sialon迅速向β′-Sialon转化。合成粉体中O′-Sialon晶粒多呈等轴状,粒度约2μm,TiN晶粒为细小粒状。此外,反应体系中还有大量白色β′-Sialon晶须状沉积物生成。     

有机硅树脂对免烧成碳化硅耐火材料性能的影响

采用不同粒级的碳化硅为原料,以有机硅树脂为结合剂,制备了免烧成碳化硅耐火材料,利用XRD、SEM和电子拉伸机等手段,研究了有机硅树脂含量对在模拟应用环境温度下烧结的碳化硅材料的显微结构、体积密度、抗折强度、抗氧化以及抗侵蚀等性能。结果表明:随着有机硅树脂含量增加,材料的抗折强度、体积密度、抗氧化性能、抗热震性均增加,当有机硅树脂含量为9%(质量分数,下同)时,材料的体积密度可达2.67 g.cm-3、开孔率最小,为15%,抗折强度最大,为26.5 MPa;材料的主要物相为Si C、Si O2和SixOyCz,细小碳化硅均匀分布在大颗粒碳化硅颗粒周围,且结合良好;该材料在冰晶石熔液中具有优秀的抗侵蚀性能。