废玻璃和粉煤灰制备微晶玻璃的快速烧结-晶化行为

以废玻璃、粉煤灰为主要原料,利用快速烧结-晶化法制备斜辉石-钙长石微晶玻璃.利用XRD和SEM研究了升温速率对微晶玻璃烧结-晶化行为和显微结构影响.结果表明,与10 ℃/min常规烧结相比,30℃/min以及烧结温度下直接置入烧结的烧结激活能显著降低,微晶玻璃体积密度更大、气孔孔径更小.快速升温时最佳烧结温度明显降低,且钙长石晶相出现择优取向生长,导致微晶玻璃抗弯强度增大,950℃下直接置入烧结的微晶玻璃抗弯强度达到最高值107 MPa.     

发泡剂对废玻璃烧结多孔微晶玻璃结构和性能的影响

以废玻璃为原料,CaCO_3和SiC为发泡剂,采用低温烧结-高温发泡法制备出多孔微晶玻璃。利用差热-热重分析仪、X射线粉末衍射仪、扫描电子显微镜等分析手段,研究发泡剂对多孔微晶玻璃表观密度、平均孔径、孔隙率、晶相结构、显微组织和压缩强度的影响规律。结果表明:以CaCO_3为发泡剂时,随CaCO_3含量增加,多孔微晶玻璃的表观密度与抗压强度都是先减小后增大,孔隙率则与之相反;结晶相为单一硅灰石结构,且结晶度持续增大。以4%CaCO_3和不同含量SiC为复合发泡剂时,随SiC含量增加,多孔微晶玻璃的孔隙率和硅灰石含量提高,平均孔径增大,压缩强度随表观密度增大呈线性增大,为0.7~4.7 MPa。     

常压烧结法制备ZnO陶瓷靶材

采用凝胶注模成型技术制备ZnO陶瓷坯体,并在较低温度下常压烧结后获得相对密度达98.6%、晶粒尺寸为1.35μm的陶瓷靶材,研究工艺参数对ZnO陶瓷靶材的相对密度、晶粒生长和电阻率的影响。结果表明:ZnO陶瓷靶材的相对密度随烧结温度升高而增大,在1050℃时达到最大值。适当增大升温速率或延长保温时间都有利于提高其相对密度。晶粒尺寸随升温速率的升高而减小,随保温时间的延长而增大。提高烧结温度和增加保温时间都可降低ZnO陶瓷靶材的电阻率。ZnO陶瓷靶材经1400℃烧结3 h后,获得的电阻率最小(为1.75×10-2?·cm)。     

烧结升温速率对铜厚膜微观结构和性能的影响

将自制的铜浆印刷在Al_2O_3陶瓷基片上,经烧结制备成铜厚膜,并利用扫描电子显微镜(SEM)和综合热分析仪(TG-DSC)分别研究了烧结过程中低温段(23~500℃)和高温段(500~850℃)的升温速率对铜厚膜微观结构和性能的影响。结果表明:在低温段,随着升温速率(30~90℃/min)的增加,铜厚膜的致密度和附着力先增大后减小,方阻先变小后变大。在高温段,随着升温速率(20~100℃/min)的增加,铜厚膜的致密度和附着力先增大后减小,方阻先变小后变大。低温段升温速率为75℃/min、高温段升温速率为60℃/min的条件下,制备的铜厚膜性能较优,致密度高、导电性好、附着力强。     

烧结温度对铁尾矿多孔陶瓷结构及性能的影响

以北京密云地区铁尾矿为原料,采用水基料浆泡沫注凝成形-无压烧结工艺制备了具有高气孔率的铁尾矿多孔陶瓷。结合X射线衍射(XRD)分析、扫描电镜(SEM)观察及性能测试结果,探讨了烧结温度对铁尾矿多孔陶瓷的孔隙率、体积密度、物相组成、抗压强度、显微结构和孔径分布的影响规律。结果表明:采用泡沫注凝法制备的铁尾矿多孔陶瓷的气孔结构复杂,由大的球形气孔与分布于球形孔壁上的微气孔组成,球形孔径均匀分布于22~78μm之间。随着烧结温度从1070℃升高到1120℃,多孔陶瓷的显气孔率由89%降低至72%,体积密度由0.29 g/cm~3上升至0.76 g/cm~3,抗压强度由0.46 MPa上升至6.19 MPa。当温度升高至1120℃时,尾矿中的主晶相石英因溶解于液相而使其衍射峰明显变弱,同时烧结体进一步收缩致密化,结构更加紧密,使得强度显著提高。     

Ti-13Nb-13Zr表面多孔梯度合金的制备及性能研究

利用放电等离子烧结（SPS）技术制备了中间致密、表面多孔的Ti-13Nb-13Zr梯度合金,研究了烧结温度（950~1200 ℃）对梯度合金组织演变、界面结合、表面孔隙特征、力学及体外矿化性能的影响。结果表明：随烧结温度的逐步上升,梯度合金中α-Ti相减少,β-Ti相增多,组织逐渐连续均匀分布,晶粒得到细化,中间基体与多孔层界面呈连续过渡且形成良好的冶金结合,表面多孔层孔隙率下降而平均孔径减小;梯度合金抗压强度值随烧结温度升高呈先增大后降低趋势,而弹性模量值变化不大;综合分析,烧结温度为1150 ℃时,制备的表面多孔梯度合金不仅具有良好的力学性能（抗压强度893MPa,弹性模量16GPa）,而且具有适宜的孔隙参数（孔隙率34.7%,平均孔径340.9μm）及优异的类骨磷灰石形成能力与体外矿化性能。     

发泡剂浓度对钙长石多孔陶瓷结构与性能的影响

以α-Al_2O_3、Si O_2和Ca CO_3为主要原料,采用泡沫注凝法+无压烧结法制备了钙长石多孔陶瓷。通过调控发泡剂浓度获得不同气孔结构的多孔陶瓷样品。采用XRD,SEM分析了样品的物相组成和显微结构,测试了制备材料的气孔率、体积密度、抗压强度等性能。探究了发泡剂浓度对制备材料的显微结构与性能的影响。结果表明,在相同烧结温度下,发泡剂浓度对制备材料的物相组成影响不大。随着发泡剂浓度的增大,气孔率先增加后缓慢下降,中位孔径先增大再减小后再增大,而抗压强度呈先下降后增加趋势;在发泡剂浓度为0.5~32 g/L的范围内,制备材料的气孔率为82.14%~90.61%,中位孔径为70~130μm,抗压强度为0.14~3.84 MPa。     

焙烧参数对预焙阳极特性影响的实验研究

搭建了实验平台,采用实验的方法研究了升温速率和终焙温度对预焙阳极体积密度、气孔率、电阻率和挥发分析出率等参数的影响。结果表明,气孔率、电阻率和挥发分析出率都随升温速率的增大而增大,在升温速率较小时,体积密度随升温速率的增大快速减小,当升温速率超过80℃/h后,再增大升温速率,体积密度变化不大。体积密度、气孔率和挥发物析出率都随终焙温度的升高而升高,而电阻率则随终焙温度的升高而降低。     

注射成形制备多孔钛及其性能

以氯化钠作为造孔剂,利用金属注射成形(MIM)工艺制备多孔钛。研究烧结温度、造孔剂粒度和含量对多孔钛孔隙度、微观形貌和力学性能的影响。结果表明,随着烧结温度的升高,多孔钛的孔隙度逐渐下降而抗压强度和弹性模量逐渐升高;随着造孔剂粒度的减小,多孔钛的孔径也随之减小;随着造孔剂含量的增多,多孔钛的孔隙度逐渐增大;MIM多孔钛植入体的最佳烧结温度为1100～1200℃,NaCl的最优粒度为150～250μm。     

基于粉末锻造的钛基机械连杆成形工艺研究

采用不同球磨工艺、烧结工艺和锻造工艺制备了粉末锻造钛基机械连杆,并进行了力学性能的测试与分析。结果表明,在试验条件下,随球磨转速从200 r/min增大至800 r/min,烧结温度从1000℃增大至1300℃,锻造温度从1000℃增大至1060℃,连杆抗拉强度和屈服强度均先增大后减小。优化的球磨速度、烧结温度和锻造温度分别为600 r/min、1250℃、1045℃。     

粘土对废料制备微晶玻璃的烧结行为及组织的影响

以废玻璃、粉煤灰和粘土为原料,利用粉体直接烧结法制备出斜辉石-钙长石微晶玻璃,采用XRD和SEM研究粘土对微晶玻璃烧结行为和组织结构的影响.结果表明:随粘土含量增加,微晶玻璃的烧结激活能、钙长石含量以及结晶度明显增大;粘土含量≤15％时最佳烧结温度为1000℃,含量超过15％时最佳烧结温度往高温移动.1000℃烧结时含15％粘土微晶玻璃的体积密度为2.3 g/cm3,抗弯强度达到90 MPa.粘土作为固体粘接剂以及析晶晶核剂的双重作用决定了微晶玻璃的烧结行为和组织结构.     

反应烧结制备多孔TiB2-TiC复相陶瓷

通过反应烧结制备TiB2-TiC多孔复合材料.采用XRD和SEM分析该多孔复合材料的相组成和微观结构,并采用气体透过法测定多孔复合材料的相对透气系数和最大孔径.结果表明:制备的TiB2-TiC陶瓷复合材料中存在大量的连通孔隙,随烧结温度的升高,烧结体的密度增大、抗弯强度增强,而孔隙度、透气性和最大孔径均逐渐减小;当烧结温度为1 700 ℃时,所制备的多孔复合材料孔隙度为30.9%,相对透气系数达到0.7 mm/(Pa·s),最大孔径达到5 μm.     

稀土氧化钇基陶瓷型芯材料的制备研究

通过改变硅树脂含量、烧结温度和保温时间,研究其对稀土Y_2O_3基陶瓷型芯性能的影响规律。试验结果如下:随硅树脂含量增加,样品的体积密度逐渐减小,抗弯强度逐渐降低;随烧结温度升高,样品的体积密度逐渐增加,气孔率逐渐减小,抗弯强度逐渐增大;随保温时间延长,样品的体积密度和抗弯强度呈逐渐上升的趋势,气孔率先下降在保温1 h后无明显变化。当硅树脂含量为3%,烧结温度为1 600℃,保温时间为240 min时,样品的综合性能最佳,其抗弯强度为50.77 MPa,气孔率为21.13%。     

烧结工艺对汽车用高硅铝合金组织和性能的影响

研究了不同烧结工艺对汽车用高硅铝合金密度、显微硬度和力学性能的影响。结果表明,当烧结压力一定时,随着烧结温度的增大,硅铝合金的密度先增大后减小,当烧结温度为1 000℃时,合金的密度取得极大值。当烧结压力小于200 MPa且一定时,随着烧结温度的增大,硅铝合金的显微硬度持续上升。当烧结压力为250 MPa时,随着烧结温度的增大,硅铝合金的显微硬度先增大后减小,当温度为1 000℃时,合金致密度具有极大值。当烧结压力一定时,随着烧结温度的升高,硅铝合金的热导率持续增大。当烧结温度一定时,随着烧结压力的增大,硅铝合金的致密度、显微硬度以及热导率均逐渐增大。     

无压烧结制备YAG多孔陶瓷的工艺及性能

为了能够利用YAG优异的性能开发出更多的功能材料,通过调整无压烧结技术工艺参数成功制备YAG多孔陶瓷材料。结果表明:1500℃烧结的YAG多孔陶瓷的气孔率与1550℃烧结的陶瓷相近,但是1550℃制备的陶瓷具有较多烧结颈使抗压强度较高。保温2 h的样品与保温1 h的样品进行对比表明,保温2 h样品包裹气泡长大使气孔率高,液相较多颗粒联接牢固使抗压强度高。升温速度为5℃/min制备的陶瓷比升温方式10℃/min制备的陶瓷气孔率和抗压强度都高。在800℃排碳所制备的样品的气孔率和抗压强度都比1000℃排碳的高。通过分析工艺参数与性能之间的内在联系,得出烧结温度为1550℃,保温2 h,升温速度为5℃/min,800℃排碳时间1 h制备的YAG多孔陶瓷材料较为适合,其材料气孔率为59.4%,抗压强度为8.55 MPa。     

热处理保温时间对高钛高炉渣制备泡沫微晶玻璃的影响

以高钛高炉渣和废玻璃粉为主要原料,采用发泡和析晶同步进行的"一步法"制备泡沫微晶玻璃,研究热处理保温时间对泡沫微晶玻璃的组织与性能影响。结果表明:在1000℃下,随保温时间从30 min延长至60 min,泡沫微晶玻璃中主晶相由斜辉石Ca(Ti,Mg,Al)(Si,Al)2O6转变为钙铁辉石Ca Fe(Si2O6)和普通辉石Ca(Mg,Fe,Al)(Si,Al)2O6,其晶相含量增加且由粒状结构向棒状结构过渡,材料孔径增大,体积密度、导热系数与吸水率逐渐降低,抗压强度升高;保温时间在60~120 min时晶相不发生明显变化,其含量缓慢增加且逐渐融合呈球状结构,材料出现连通孔,体积密度、导热系数与吸水率逐渐升高,抗压强度下降。综合而言,当保温时间为60 min时,所制得的泡沫微晶玻璃具备最优综合性能。     

炭化升温速率对中空多孔炭纤维孔结构的影响

以中空多孔聚丙烯腈(PAN)预氧化纤维为原料,固定炭化温度为800 ℃,时间为60 min时改变炭化升温速率制备了中空多孔炭纤维,借助于压汞法和SEM对其多孔结构进行表征,并对其影响规律进行了分析.结果表明,不同炭化升温速率下所得中空多孔炭纤维的孔径存在3个分布区域,分别为6～17 nm、90～430 nm和90 mm处附近,孔径分布的高峰在90～430 nm处.在此条件下,以5 ℃/min升温速率烧成纤维的孔隙率和比表面积分别为63.17%和88.672 m~2/g.SEM分析显示,随着炭化升温速率的升高,纤维的截面变形程度加剧,孔径增大.     

汽车用铝基复合材料的制备工艺优化

采用不同的球磨转速、球磨时间、烧结温度和烧结时间,制备了汽车用Si C/Al型铝基复合材料,并进行了耐磨损性能的测试与分析。结果表明,随球磨转速从300 r/min增大到700 r/min、球磨时间从0.5 h增大到2.5 h或烧结温度从570℃增大到650℃,材料的耐磨损性能先提高后下降。随烧结时间从2 h延长到10 h,材料的耐磨损性能先提高后基本不变。制备材料的优选工艺参数为:球磨转速600 r/min、球磨时间2 h、烧结温度630℃、烧结时间8 h。     

热处理对油页岩渣微晶玻璃结构的影响

以油页岩渣为主要原料制备了微晶玻璃,采用DTA、XRD、SEM及FT-IR等测试手段,分析了核化温度和晶化温度对微晶玻璃微观结构的影响.结果表明:微晶玻璃的主晶相为钙铁透辉石,次晶相为钙长石;随着热处理温度的升高,晶体的规则程度增加,晶体尺寸和结晶度均呈现先增加后减小,最后回升的趋势;在最佳热处理(850℃×100min 980℃×80min)条件下,微晶玻璃形成纤维状细晶结构,红外吸收带发生最明显的分裂,显微硬度和抗压强度达到最大值.     

多孔蒙乃尔合金的制备及其结构特性

为了制备蒙乃尔合金多孔材料,本文以蒙乃尔粉为原料,以K2CO3为造孔剂,采用烧结-溶解法制备了不同孔隙率的蒙乃尔合金多孔试样。研究了造孔剂体积分数、压坯压力和烧结温度对试样孔隙率、孔径和透气度的影响。实验结果表明,当造孔剂的体积分数在20%~ 40%之间时,制备的样品孔隙率为31%~46%。当压坯压力在200~400MPa范围时,随压力的增大试样的孔隙率、孔径和透气度均减小;当烧结温度在850~1000℃范围时,随烧结温度升高,孔径和透气度先增大后缓慢降低,在950℃达到峰值。当造孔剂体积分数为30%,压制压力为200MPa,烧结温度950℃时,所制备的蒙乃尔多孔材料孔隙率为37%,最大孔径为21.5μm,透气度为76.77 m3/(h?kPa?m2)。