盐浴法合成Cr_2AlC陶瓷粉体工艺研究

Cr_2Al C陶瓷因其高电导和良好的高温抗氧化能力可应用于高温微波吸收领域而备受关注。本文以Cr_3C_2粉、Al粉、Cr粉为原料,在BaCl_2、KCl和NaCl混合盐浴中合成了Cr2AlC陶瓷粉体,并借助X射线衍射技术研究了原料组成、合成温度以及保温时间对合成粉体物相的影响。结果表明:铝含量的不足,会引起反应不充分,合成粉体中残留较多的Cr3C2;当铝过量达到30 wt%,原料中剩余的Al会氧化成Al_2O_3;随着合成温度的升高,合成粉体中Al_2O_3和Cr_3C_2相的量减少,但合成温度过高,合成粉体中会出现Cr7C3相;保温时间不足,合成粉体中有较多的Al_2O_3和Cr_3C_2相,保温时间过长,合成粉体中也会出现了Cr_7C_3相。当铝过量20 at%,合成温度为970℃,保温2 h时,可批次稳定地得到高纯度Cr_2AlC陶瓷粉体。     

介孔氧化铝钇负载磷钨酸催化剂制备及其催化性能

以尿素为沉淀剂,十二烷基硫酸钠为模板剂,采用均相沉淀法制备介孔氧化铝钇(Al_2O_3Y),并用浸渍法将磷钨酸(HPW)负载到Al_2O_3Y上。通过SEM、XRD、FT-IR和N_2吸附等手段对Al_2O_3Y及负载催化剂(Al_2O_3Y/HPW)进行表征。将普通Al_2O_3、介孔Al_2O_3Y和Al_2O_3Y/HPW分别催化合成十七烯基咪唑啉,结果表明,制备的介孔Al_2O_3Y为无定型,粒径(1～5)μm,平均孔径5.08 nm,最可几孔径2.25 nm,比表面积627.43 m~2·g~(-1)。磷钨酸的负载率为93.3%,热稳定性较好。在合成十七烯基咪唑啉的验证实验中,催化剂用量为反应物质量的1%,与普通Al_2O_3催化反应相比,合成反应时间缩短,反应温度降低,合成收率高出30%,可达98.2%。     

原位尖晶石化反应对低碳MgO-Al2O3-C材料结构与性能的影响

以电熔镁砂、α-Al_2O_3微粉、鳞片石墨、和炭黑为原料,制备低碳Mg O–Al_2O_3–C材料。通过改变原料混炼顺序来影响材料内原位尖晶石化反应,研究了原位尖晶石化反应对低碳Mg O–Al_2O_3–C材料结构与性能的影响。结果表明:试验温度下体系内固相反应、气–固反应均满足尖晶石生成的热力学条件。α-Al_2O_3微粉和炭黑经酚醛树脂造粒后以碳包覆Al_2O_3球体的形态存在材料中,体系内的尖晶石主要通过气–固反生成在包覆体表面,并阻碍Mg(g)向Al_2O_3球体内部扩散,导致1 400℃热处理后有Al_2O_3残余。尖晶石层有效地结合骨料与基质,提高了材料的力学性能。     

基于C_8H_(15)N_2Br为结构导向剂合成磷酸铝分子筛材料

以异丙醇铝作为铝源、磷酸作为磷源、吗啉为助剂和1-丁基-3-甲基咪唑溴盐(C_8H_(15)N_2Br)为结构导向剂,采用离子热法合成开放骨架的磷酸铝分子筛,系统考察了P_2O_5/Al_2O_3摩尔比、HF/Al_2O_3摩尔比、吗啉/Al_2O_3摩尔比和C_8H_(15)N_2Br/Al_2O_3摩尔比对磷酸铝分子筛合成的影响,通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和TG-DTA等检测方法对所合成的产物的结构、形貌进行了表征。XRD分析结果表明:开放骨架磷酸铝材料合成的最佳条件为Al_2O_3∶P_2O_5∶HF∶C_4H_9NO∶C_8H_(15)N_2Br=1.0∶2.0∶(1.0-2.0)∶4.0∶4.0,SEM分析结果表明所合成的磷酸铝材料为具有规则的长方体晶体形貌。     

Al_2O_3-Al_4SiC_4质材料高温下的致密化研究

正复合碳化物作为新型合成原料的研究方兴未艾,其中Al-Si-C系稳定化合物Al_4SiC_4尤为引人注目。根据以往的研究可知,在含碳耐火材料中加入Al_4SiC_4合成原料,高温下发生Al_4SiC_4(s)+6CO(g)=2Al_2O_3(s)+SiC(s)+9C(s)的反应。与添加金属Al和SiC相比,材料的致密化效果更好。日本技术人员在电熔刚玉原料中加入Al_4SiC_4合成原料,针对Al_2O_3-Al_4SiC_4材料在高温下的显微结构变化作了进一步研究。     

基于化学链燃烧的转炉放散煤气利用研究

在固定床反应器和热重分析仪上对浸渍法制备的过渡金属氧化物载氧体MnO_2/Al_2O_3、Fe_2O_3/Al_2O_3和CuO/Al_2O_3与转炉放散煤气中CO的反应特性进行了研究,并结合比表面积分析、脉冲化学吸附和扫描电镜等手段表征了CuO/Al_2O_3的循环寿命性能。结果表明,在上述三种载氧体中CuO/Al_2O_3表现出了最佳的反应活性,反应进行2min时的CO转化率在225℃以上的反应温度下就能达到90%。在350℃、还原反应空速4000 h~(-1)和氧化反应空速159 h~(-1)的条件下,CuO/Al_2O_3能够保持良好且稳定的CO脱除性能和机械强度,因而具有良好的循环寿命。据此,提出了基于化学链燃烧的转炉放散煤气利用新工艺,本工艺可安全利用间歇排放的转炉放散煤气,并实现对用户的连续供热。     

Al_2O_3/CTS复合微球对Cr(VI)的吸附性能研究

制备了Al_2O_3/CTS复合微球,研究Al_2O_3/CTS复合微球吸附剂对Cr(VI)的吸附性能。并探讨了Al_2O_3/CTS吸附剂对Cr(VI)的吸附机理,获得相关热力学参数,表明Al_2O_3/CTS复合微球吸附剂对Cr(VI)去除效果良好,是一种很有应用前景的水处理剂。     

富Al2O3区域Al2O3—Na2O—CaO—SrO系固态反应的研究

本文,用理学X-射线衍射仪研究了富Al_2O_3区域Al_2O_3-Na_2O-CaO-SrO系的固态反应。实验结果表明,煅烧过程固态反应的最终物相组成为Na_2O·11Al_2O_3、CaO·6Al_2O_3、SrO·6Al_2O_3与α-Al_2O_3共存。     

ZSM-23/活性氧化铝复合催化剂在甲醇脱水反应中的应用研究

在常规的合成方法中,进一步优化了制备拟薄水铝石的pH及老化时间等条件,并对合成得到的拟薄水铝石做了X射线衍射(XRD)、N_2物理吸附、扫描电镜(SEM)等表征。结果表明,pH=7~8、老化时间为2 h是较适宜的拟薄水铝石合成条件。采用优化条件下制备得到的拟薄水铝石,通过干燥、焙烧等后处理可得到用于甲醇脱水制二甲醚的活性Al_2O_3催化剂。通过向活性Al_2O_3中加入ZSM-23分子筛,得到了ZSM-23/活性Al_2O_3复合催化剂。通过NH_3程序升温脱附表征(NH_3-TPD)及反应性能评价发现,相比纯活性Al_2O_3,ZSM-23/活性Al_2O_3分子筛复合催化剂具有更高的甲醇脱水反应活性和稳定性。     

(Ti,V)_3AlC_2/Al_2O_3复合材料的制备及力学性能

为了提高Ti_3Al C_2陶瓷的力学性能,本研究以Ti C粉、Ti粉、Al粉和V2O5粉为起始反应原料,采用原位热压技术在1350°C下反应烧结合成出了(Ti,V)_3AlC_2/Al_2O_3复合材料。利用X-射线衍射和扫描电子显微技术对合成产物的物相和微观结构进行了表征,并分析了复合材料的合成机制。最后,对(Ti,V)_3AlC_2/Al_2O_3复合材料的力学性能进行了研究。测试结果表明:(Ti_(0.92),V_(0.08))_3Al C_2/10wt%Al_2O_3复合材料具有最佳的力学性能,其硬度、断裂韧性及抗弯强度分别为5.56 GPa、12.93 MPa·m~(1/2)和435 MPa,相比于单相Ti_3Al C_2材料分别提升了60%、108%和31%。     

Al2O3基陶瓷摩擦材料的研制及性能研究

以Al2O3为主要原料,用粘土作烧结助剂,再加入其他辅助原料制备了Al2O3基陶瓷摩擦材料。研究了不同配比的原料对Al2O3陶瓷摩擦材料的体积密度、气孔率、吸水率、抗压强度、摩擦性能以及显微结构的影响。对氧化铝基陶瓷摩擦材料的实际应用有重要的指导意义。     

流化床煤气化炉内石灰石固硫的理论分析

以流化床煤气化工况为参数，采用热力学数据，对石灰石（白云石）在煤气化过程中的固硫机理进行了分析。结果表明，ＣａＯ和ＣａＣＯ＿３均具有固硫能力；适量石灰石的添加，对灰渣及气化效率没有明显影响。     

Al2O3/BN复相陶瓷的R曲线特性

采用压痕-强度法测定了Al2O3／BN复相陶瓷的阻力曲线。结果表明;该复相陶瓷具有良好的耐接触损伤性能,呈现出上升的阻力曲线效应,显示出增强的抗裂纹扩展能力。而对应的Al2O3单相陶瓷的阻力曲线为一水平直线。分析认为：超细弥散的h—BN与基体之间模量及热膨胀失配会在h—BN的弱结合层间产生微开裂,有助于抑制主裂纹的失稳扩展,这是Al2O3／BN复相陶瓷具有优良耐损伤性能和上升型R曲线效应的主要原因。     

Al2O3-SiC-C耐火材料抗CaO-SiO2-K2O渣侵蚀性能研究

研究了Al2O3-SiC-C耐火材料的抗CaO-SiO2-K2O渣侵蚀性能,以及添加Cr2O3对Al2O3-SiC-C材料抗渣侵蚀性能的影响.研究结果表明CaO-SiO2-K2O熔渣对Al2O3-SiC-C材料具有明显的侵蚀作用;在Al2O3-SiC-C材料中添加适量的Cr2O3可以有效地抑制CaO-SiO2-K2O熔渣向耐火材料内部的渗透,降低耐火材料的侵蚀速度.     

Innovative Lining of Unburnt Al_2O_3-MgO Brick for 300t Steel Ladle in Baosteel

The manufacture of clean steel needs high performance carbon-free bricks for ladle lining.Based on long term application experiences of the prefab Al₂O₃-MgO blocks,unburnt Al₂O₃-MgO brick has been developed by pressing a mix of alumina,spinel and magnesia as major raw materials and Al₂O₃-MgO gel powder as binder.In addition to low open porosity and high strength,the unburnt Al₂O₃-MgO brick shows superior corrosion resistance and thermal shock resistance to the prefab block.Field trials in a 300t steel ladle have indicated the residual lining of unburnt Al₂O₃-MgO bricks showed smooth surface without large spalling and seldom steel infiltration,consequently longer service life than the prefab blocks.The reliable,unburnt Al₂O₃-MgO bricks have more advantages of high efficiency,energy-saving and eco-friendly production.It will be one of the best options for ladle lining in the manufacture of high-purity steel.     

陶瓷材料应力腐蚀特性的测试与分析

建立了玻璃与陶瓷材料应力腐蚀（ＳＣＣ）特性的有效测试方法，对Ａｌ２Ｏ３陶瓷和普通钠钙玻璃两种材料在水、甲醇和甲酰胺三种介质中的ＳＣＣ特征进行了试验研究。结果表明，Ａｌ２Ｏ３陶瓷在上述三种介质中的ｄａ／ｄｔ－ＫＩ曲线均存在平台区，而钠钙玻璃在上述介质中均不存在平台区。Ａｌ２Ｏ３陶瓷和钠钙玻璃在三种介质中的ＳＣＣ敏感性大小依次为：蒸馏水〉甲醇〉甲酰胺。理论分析认为，ＳＣＣ敏感性与介质未共享电子轨道的非     

Fabrication and Properties of Closed-pore Al_2O_3-based Refractory Aggregates

A novel Al_2O_3-based refractory aggregate with closed-pore structure was fabricated utilizing superplasticity with submicro-sized Al_2O_3 and MgO as raw materials,and SiC as a high temperature pore-forming agent.The effect of MgO on porosity,phase composition and microstructure of the refractory aggregate has been investigated. For comparison,the common Al_2O_3-based refractory aggregates and porous ones with open-pore structure were also prepared. The results indicate that the closed porosity of Al_2O_3-based refractory aggregate increases as the content of MgO increases. When the content of MgO is 15 mass%,the closed and apparent porosities are 14. 5% and 1. 1%,respectively. The main phase compositions are Al_2O_3 and MgAl_2O_4. The formation mechanism of closed pores is that the fine-crystallinegrain Al_2O_3 ceramic possesses superplastic deformation ability after adding MgO at high temperatures. When SiC powder is added to the Al_2O_3 ceramic,the generated gases by the reaction of SiC at the sintering temperature can provide a pressure to make grain boundaries slide. Then,the gases are enclosed by crystalline grains to form the closed pores. The slag corrosion resistance of the fabricated closed-pore Al_2O_3-based refractory aggregate is better than the common refractory aggregate and porous ones.     

MnO2对自蔓延高温合成陶瓷复合钢管陶瓷层结构和性能的影响

采用MnO2作为添加剂自蔓延高温合成法制备了具有Al2O3和FeAl2O4陶瓷层的复合钢管,研究其对陶瓷层和过渡层的结构和性能的影响.结果表明:添加了MnO2后,陶瓷层表面晶粒排布更加致密,陶瓷层的内表面为层叠状的Al2O3细晶和少量的FeAl2O4;过渡层为Al2O3和混入的FeAl2O4外,还含有SiO2和MnO2,过渡层出现了向钢基体中渗透的网状结构.MnO2的加入并未改变复合钢管Al2O3和FeAl2O4陶瓷层的物相.加入4%(质量分数)MnO2的复合管的抗压度强度和陶瓷层的抗剪强度分别达到416 MPa和19.2 MPa,比未添加MnO2的样品分别提高了18.2%和12.3%     

流动体系中溢流氢在苯加氢催化反应中的作用

在连续常压固定床反应器上考察了 Pt/Al2 O3分别和惰性石英砂、脱铝 Y沸石、WO3/Al2 O3等组成的机械混合物上苯加氢反应的性能。发现虽然 Y沸石本身没有加氢活性 ,但它的加入可以显著提高 Pt/Al2 O3的活性 ,因为在 Pt中心上得到活化的氢可以快速溢流到邻近的沸石颗粒表面的酸中心上 ,并和吸附在其上的苯发生加氢反应生成环己烷和甲基环戊烷。由于深度脱铝的 Y沸石表面酸中心数减少而导致其上的甲基环戊烷的选择性降低。对于 Pt/Al2 O3和 WO3/Al2 O3的机械混合物来说 ,未在流动体系中观察到活性显著提高的现象。     

Al2O3在莫来石中固溶对ZTM/Al2O3陶瓷结构与性能的影响

研究了加入氧化铝对ZTM陶瓷结构和性能的影响.发现在烧结过程,氧化铝可固溶于莫来石颗粒形成富铝型柱状莫来石,并因其产生的体积膨胀增强了基质对氧化锆颗粒的约束,使材料中的四方氧化锆相对含量增加,其强韧化效果进一步发挥,明显改善了材料的力学性能.