Al2O3-MgAl2O4-SiC—C质耐火浇注料中SiC氧化行为的热力学测定

通过采用Factsage软件进行热力学计算,以探讨MgAl2O4对SiC氧化所起的作用。据热力学推断,在1500％的还原气氛中．没有证据证明尖晶石会直接影响SiC的氧化。而在Al2O3-SiC—C质浇注料中,SiC含量的增加主要与材料中莫来石和碳之间的反应有关。另一方面,Al2O3-MgAl2O4-SiC—C中SiC的产生是材料中液态SiO2和C反应等共同作用的结果。因此,在Al2O3-MgAl2O4-SiC—C质浇注料中较低的SiC含量起因于耐火材料中的相转变。并且,试样在1500％热处理15次依然没有达到稳态条件,这解释了实验和热力学结论之间存在差异的原因。     

埋炭热处理时Al_2O_3-SiC-TiO_2-C浇注料的物相演变

为了探明可否通过原位反应在Al2O3-SiC-TiO2-C浇注料中合成碳氮化钛,在Al2O3-SiC-C浇注料常规配方中直接加入6%质量分数的TiO2制备了Al2O3-SiC-TiO2-C浇注料,结合1 100~1 500℃下埋炭热处理后浇注料的物相组成分析结果及热力学计算,研究了Al2O3-SiC-TiO2-C浇注料的物相演变过程。结果表明:在热处理温度为1 100℃时,体系内的主要变化为锐钛矿向金红石的转变过程;加热至1 200℃后,体系内的单质硅则可以完全与碳反应生成SiC;当温度升至1 300℃时,体系内的金红石TiO2开始被还原而转变为Ti3O5,同时铝酸钙水泥的主要组分CaO、Al2O3与SiO2之间也开始相互反应生成钙铝石榴石相;温度升高至1 400℃后,莫来石相开始生成,同时Ti3O5继续被还原并氮化转变为碳氮化钛;1 500℃时,已经不再有新相生成,但莫来石和碳氮化钛的量明显增多,且晶格发育更加完善。     

棕刚玉和矾土对Al_2O_3-SiO_2系无水泥浇注料结构和性能的影响

以棕刚玉和特级矾土为主要原料,以Al2O3微粉、SiO2微粉和纯铝酸钙水泥为结合体系,研究了棕刚玉和特级矾土加入量对Al2O3-SiO2系无水泥浇注料烘干及1 250℃3 h烧后性能的影响,并进行了显微结构分析和讨论。结果表明:在本试验条件下,Al2O3-SiO2系无水泥浇注料中特级矾土最佳加入质量分数为12.5%左右,1 250℃下的热态抗折强度可达22.1 MPa。Al2O3-SiO2系无水泥浇注料中莫来石的生成机制属于溶解-沉淀,且其热态抗折强度与原位莫来石生成情况密切相关。与棕刚玉相比,特级矾土更有利于莫来石的生成,故加入特级矾土更有利于提高无水泥浇注料的热态抗折强度。     

太阳能热发电用氧化铝基复相陶瓷抗热震性及EPMA分析

为了提高Al2O3陶瓷的抗热震性及强度,在Al2O3基陶瓷中添加SiC、nano-ZrO2+SiC,利用无压烧结工艺,制备了用于太阳能热发电的Al2O3-SiC及Al2O3-ZrO2(3Y)-SiC复相陶瓷。材料的EPMA分析结果表明:样品中ZrO2颗粒在室温下为以亚稳四方相存在,在裂纹尖端应力场的作用下,ZrO2粒子发生四方相→单斜相的相变吸收能量,从而提高了材料强度及断裂韧性;原料中的部分SiC颗粒发生氧化反应,反应生成莫来石,针棒状莫来石形成桥连结构,阻止热震情况下产生的微裂纹发展成危险裂纹,从而提高材料抗热震性。SEM研究显示,SiC晶粒在外力作用下发生穿晶断裂、被拔出及桥结作用。     

基质中Al2O3/SiO2对高铝矾土-莫来石-碳化硅质浇注料性能的影响

研究了基质中Al2O3/SiO2对高铝矾土-莫来石-碳化硅质浇注料的组成和性能的影响.借助SEM、EDX和XRD分析了浇注料的显微结构及晶相组成.实验结果说明掺人适当比例的氧化铝微粉(a-Al2O3)、亚白刚玉细粉(＜0.074 mm)和氧化硅微粉,使细粉中Al2O3/SiO2比达到2.74左右,有利于系统中原位合成莫来石的反应生成,能较好的改善浇注料的性能,尤其是力学性能.     

鱼雷罐用Al2O3-SiC喷射浇注料的研制和应用

以高纯莫来石、碳化硅、SiO2微粉、Al2O3微粉、纯铝酸钙水泥和白刚玉细粉等为原料,研究了SiO2微粉、Al2O3微粉加入量对喷射浇注料性能的影响,并比较了铝酸钠、氯化钙、聚合氯化铝、聚丙烯酰胺 4 种促凝剂对喷射浇注料的促凝效果,同时还对比了该浇注料的浇注施工体与喷射施工体的性能差异.结果表明:加入8%的SiO2微粉和4%的Al2O3微粉,对提高Al2O3-SiC喷射浇注料的施工性能和使用性能有利;以聚丙烯酰胺为促凝剂对Al2O3-SiC喷射浇注料有较好的促凝效果.通过数次在鱼雷罐上的喷补使用证明,研制的喷射浇注料施工性能好,使用性能优异,大大提高了鱼雷罐的使用寿命.     

SiC数量对Al2O3-SiC—C系浇注料性能的影响

由于Al2O3-SiC—C系浇注料具有较高的抗馒蚀性、抗热震性、热导率及机械强度,因此它得到了广泛的应用。在本文的研究工作中选择了典型的Al2O3-SiC—C系浇注料,并研究了SiC数量对其性能的影响。研究结果表明,当SiC含量提高时,机械强度及抗侵蚀性下降,体积密度降低,开口气孔率增大。     

含Al2O3/SiO2体系反应烧结过程中莫来石的形成

深刻理解莫来石的形成及其动力学对采用反应烧结方法制备具有良好性能的莫来石或含莫来石陶瓷具有重要的指导意义。本文对几种含Al2 O3 SiO2 体系反应烧结过程中莫来石的形成过程进行了系统总结 ,深入分析了莫来石形成及其动力学机制的影响因素。表明莫来石的形成机制主要取决于反应温度和起始原料的特征 ,低温下 (<165 0℃ )莫来石形成是一个在富SiO2 基质中成核和生长的过程 ,其生长速率受Al2 O3颗粒向非晶富SiO2 基质相中的溶解过程控制 ;而在 165 0℃以上 ,莫来石的成核和生长发生在Al2 O3和SiO2 的界面上 ,生长速率由Al3+ 和Si4 + 通过莫来石层的互扩散过程控制     

混合飞灰熔融对灰熔融炉用耐火材料损毁的影响

介绍了处理城市垃圾焚烧炉焚烧灰和飞灰用灰熔融炉及其耐火材料的损毁机理，灰熔融炉用耐火材料的损毁主要是在接触高碱度炉渣部位和接触飞灰发生气体部位，在还原气氛和强氧化气氛下，一般使用SiC砖，C－SiC砖和Al2O3-SiC砖。在氧化气氛下，一般使用MgO-Cr2O3砖，Al2O3-Cr2O3砖和Al2O3-Cr2O3-ZrO2砖，另外，在灰熔融炉炉盖部位通常使用水泥结合浇注料和化学浇注料，但化学结合浇注料的性能比水泥结合浇注料好。     

硅溶胶固含量对Al_2O_3-SiC浇注料性能的影响

以5~3、3~1和≤1 mm的特级矾土熟料及≤1 mm的SiC为骨料,以白刚玉粉(≤0.074 mm)、SiC粉(≤0.088 mm)、活性α-Al2O3微粉和SiO2微粉为基质,在Al2O3-SiC浇注料常规配方的基础上,研究了硅溶胶固含量对浇注料性能的影响。结果表明:随着硅溶胶固含量的增加,浇注料的流动性逐渐增大,初凝时间逐渐缩短,显气孔率略有减小,110和815℃热处理后抗折强度和耐压强度略有增大,1 100和1 400℃热处理后抗折强度和耐压强度略有减小,抗渣性能有所增强。     

氧化铝基纳米复合陶瓷显微结构的研究

考察了Al2O3-SiC和Al2O3-ZrO2(3Y)-SiC纳米复合陶瓷的断裂方式。由于SiC的加入,材料以穿晶断裂为主。通过透射电镜观察,研究了纳米复合陶瓷中材料SiC颗粒的分布,证明所制备的材料为晶内型纳米复合陶瓷。在Al2O3-ZrO3(3Y)-SiC纳米复合陶瓷中,小的ZrO2颗粒分布于Al2O3晶粒内,大的ZrO2晶粒位于Al2O3晶粒间,ZrO2的分布影响Al2O3晶粒的形状。通过高分辨透射电镜,观察了Al2O3-SiC和Al2O3-ZrO2(3Y)-SiC纳米复合陶瓷中Al2O3/Al2O3,Al2O3/SiC,Al2O3/ZrO2的界面。在两颗晶粒间的晶界几乎没有玻璃相的存在,证明纳米复合材料中晶界得到了加强,有利于力学性能的提高。     

莫来石结合碳化硅高温吸热陶瓷抗氧化性能的研究

以碳化硅及合成莫来石微粉为主要原料,制备了用于非真空太阳能吸热管的莫来石结合碳化硅高温陶瓷涂层。针对碳化硅基材料高温氧化问题,测定了样品的烧成增重率及亮度并结合XRD、SEM研究了莫来石结合碳化硅陶瓷的抗氧化性能。结果表明,莫来石添加量为20%,经1 380℃烧成样品的抗氧化性最好,其增重率为7.49%,亮度值为46.61。XRD分析烧结体主晶相为碳化硅(α-SiC)和莫来石(3Al2O3.2SiO2),并含有少量的方石英(SiO2),莫来石作为结合相在碳化硅晶粒周围形成"骨架",与SiO2玻璃相形成三围的网状保护层包裹在碳化硅表面,阻止碳化硅氧化。     

ρ-Al2O3添加量对原位反应结合碳化硅膜支撑体性能的影响

以黑色碳化硅为骨料,添加不同含量的ρ-Al2O3,在1430℃、无压条件下,用碳化硅表面氧化产生的SiO2与Al2O3反应制备多孔碳化硅膜支撑体,研究了ρ-Al2O3添加量对碳化硅支撑体粘结相组成及性能的影响。结果表明,ρ-Al2O3添加量由3wt%增加到15wt%时,试样烧结后粘结相中莫来石相增多,石英相减少但不能完全消除,支撑体的显气孔率降低,孔径减小,透气度由1127.8 m3?cm/(m2?h?kPa)下降到210.4 m3?cm/(m2?h?kPa);支撑体抗弯强度先增大后降低,ρ-Al2O3添加量为9wt%时,支撑体抗弯强度为25.1 MPa,透气度为372.7 m3?cm/(m2?h?kPa),支撑体的综合性能满足高温含尘气体过滤的要求。     

液相烧结SiC陶瓷

采用Al2O3、Y2O3为助烧剂,热压烧结获得了致密的α-SiC和β-SiC陶瓷,研究了起始粉末的性能对烧结体的物相组成和显微结构的影响。实验结果表明,Al2O3、Y2O3原位形成了YAG,材料以液相烧结机制致密化,并通过溶解和再析出机制,促进晶体生长。物相分析表明,β-SiC陶瓷粉末在烧结过程中发生了β→α的相变。显微结构观察显示,β-SiC陶瓷中生成了长柱状晶粒。     

尖晶石对凝胶结合氧化铝空心球浇注料性能的影响

以5～3mm、3～2mm、2～1mm、1～0.2mm粒度氧化铝空心球为原料,引入二氧化硅微粉制成凝胶结合氧化铝空心球浇注料,研究了预合成镁铝尖晶石对凝胶结合氧化铝空心球浇注料性能的影响。用各种耐火制品检测设备和仪器对引入不同量尖晶石的试样性能进行了检测。结合氧化镁-氧化铝-二氧化硅相图进行理论分析,结果发现:尖晶石的引入促进了浇注料中刚玉相的烧结,提高了凝胶结合氧化铝空心球浇注料的常温耐压强度和显气孔率,降低了浇注料的体积密度。尖晶石对凝胶结合氧化铝空心球浇注料基质具有强化作用,有利于提高浇注料的热震稳定性     

Fe2O3对天然原料合成Al4SiC4/Al4O4C复合耐火材料的影响（英文）

以焦宝石、活性炭和铝粉为原料并添加Fe2O3后制备了Al4SiC4/Al4O4C复合耐火材料。利用化学分析、X射线衍射和扫描电镜研究了Fe2O3对所制备复合材料的物相组成和显微结构的影响。结果表明：在烧结过程中,从1400℃开始,Fe2O3转变为低熔点物相Fe3Si,产生液相促进Al4SiC4成核、细化晶粒,同时包裹Al4SiC4。此外,未添加Fe2O3的样品中生成的Al4O4C短纤维,Fe2O3的加入使得Al4O4C相变为细小的晶粒。

Abstract：

Al4SiC4/Al4O4C composite refractory was synthesized by using flint clay,activated carbon and aluminum powders as the raw materials and Fe2O3 as the additive. The effects of Fe2O3 on the phase composition and microstructure of Al4SiC4/Al4O4C composite refractory were investigated by chemical analysis,X-ray diffraction and scanning electron microscopy. The results show that Fe2O3 transforms into a low melting point phase of Fe3Si above 1 400 ℃,which leads to generate liquid phase and promote the nu-cleation and grain refinement of Al4SiC4 phase. Fe3Si also could coat Al4SiC4 grains. Moreover,the morphology of Al4O4C in Al4SiC4/Al4O4C composite refractory without addition of Fe2O3 is short fibrous-like structure,but changes into fine granules structure after adding Fe2O3.     

Al2O3/SiCp纳米复合材料化学制备工艺研究

化学工艺是剪裁和控制陶瓷材料显微结构最有效的手段之一。为此详细研究了Al2O3/SiCp纳米复合材料的化学制备工艺,利用非均匀成核法在纳粹SiC粒子表面包覆一层Al（OH）3后,其等电点IEP由pH=3.4移至pH7.5,表现出类似Al2O3的胶态特性,在pH＝4．5－5．0之间,包覆型SiC与Al2O3荷电性相同,通过胶态悬浮液混合,将包覆型纳米SiC均匀分散于Al2O3基体中,最后,在不加任何分散剂的条件下,制备出高固相、低粘度的包覆型SiC－Al2O3水基浆料,并成功利用凝胶注模型成型（gelcasting）工艺,制备出显微结构均匀的Al2O3/SiCp纳米复合陶瓷材料素坯。     

氧化铝料浆预浸料结合PIP工艺制备SiC/Al2O3-SiC陶瓷基复合材料及性能研究

连续碳化硅纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料（SiC/SiC）具有低密度、耐高温、低氚渗透率和优异的辐照稳定性的优点，在航空、航天、核能等领域具有广泛的应用前景。本文针对PIP工艺制备SiC/SiC复合材料周期长、孔隙率较高及易氧化的问题，通过料浆预浸料工艺在基体中引入氧化铝陶瓷形成SiC/Al2O3-SiC复相基体复合材料，并对复合材料制备工艺过程、微观形貌及力学性能进行系统表征。分析结果表明，SiC/Al2O3-SiC复相基体复合材料制备周期较传统PIP工艺大幅度缩短，且复合材料孔隙率明显降低，从11.6%左右降低至6%，拉伸强度为316.5MPa，提升了12.3%，弯曲强度与SiC/SiC相当，但层间剪切强度较低，仅为16.3MPa，有待进一步提高。     

多孔碳化硅陶瓷的原位氧化反应制备及其性能

以SiC为陶瓷骨料,Al2O3作为添加剂,通过原位氧化反应制备了Sic多孔陶瓷,并对其氧化反应特性及性能进行了研究.结果表明:在1 300～1 500℃,随烧结温度的升高,SiC的氧化程度增加,SiC多孔陶瓷的强度逐渐增加,但开口孔隙率有所降低.莫来石相在1 500℃开始生成·当烧结温度升高到1 550℃时,莫来石大量生成,得到了孔结构相互贯通且颈部发育良好的莫来石结合SiC多孔陶瓷;由于在SiC颗粒表面上覆盖了致密的莫来石层,SiC的氧化受到抑制,开口孔隙率因而升高,SiC多孔陶瓷的强度因莫来石的大量生成而增加.由平均粒径为5.0um的SiC,并添加20%(质量分数)Al2O3,经1 550℃烧结2h制备的SiC多孔陶瓷具有良好的性能,其抗弯强度为158.7MPa、开口孔隙率为27.7%.