Al2O3-SiC复相粉对Al2O3-SiC-C材料性能的影响

以电熔白刚玉(3～1、≤1、≤0.044 mm)、Al2O3-SiC复相粉(d50≤5μm)、α-Al2O3微粉(d50=1.2μm)、SiC粉(≤0.044 mm)、鳞片石墨(≤0.088 mm)、Si粉(d50=42.8μm)和B4C(d50≤10μm)为主要原料,热固酚醛树脂为结合剂,研究了分别用4%、8%、12%、16%质量分数的Al2O3-SiC复相粉等比例取代α-Al2O3微粉和SiC细粉对Al2O3-SiC-C试样在180℃固化后和1 000、1 500℃埋焦炭热处理后的显气孔率、体积密度、常温抗折强度、常温耐压强度、高温抗折强度(1 400℃)、抗热震性(1 100℃,水冷)以及抗氧化性(1 000、1 500℃)的影响。结果表明:随Al2O3-SiC复相粉加入量的增加,试样经180℃固化后常温性能下降,1 000℃热处理后常温性能变化不大,1 500℃热处理后除耐压强度显著提高外,其余各项常温性能变化不大;而高温抗折强度下降,抗热震性明显提高,试样经1 500℃氧化后的抗氧化性以加入4%质量分数复相粉的最佳。其原因可能是由于该复相粉的粒度更细,反应活性更高,其氧化层中更易生成莫来石,形成表面致密层从而有效地阻碍氧气向材料内部扩散。     

纳米/纳米型和晶间型ZTM/Al2O3复相陶瓷抗热震性能的研究

利用典型的湿化学法制备了两种ZTM/Al2O3复相陶瓷材料晶间型和纳米/纳米型;分别对高温和低温深冷条件下,两种不同结构材料的抗热震损伤性能进行了研究.结果表明对ZTM/Al2O3复相陶瓷材料,高温热冲击下,纳米/纳米型材料的残余强度的衰减变化大于晶间型材料;晶间型材料的抗热冲击性能优于纳米/纳米型材料.低温深冷条件下,晶间型材料由于ZrO2马氏体相变的失效和残余微量玻璃相的脆化,表现出与普通耐火材料相似的残余强度衰变趋势,而纳米/纳米型材料却呈现与高温热冲击条件下相似的变化趋势.     

Cr2O3-ZrO2材料的烧结及抗热震性研究

应用复合覆盖剂方法研究了Cr2O3-ZrO2材料在还原性气氛下的烧结和抗热震性.结果发现Cr2O3-ZrO2材料的烧结完全取决于Cr2O3的烧结;Cr2O3和ZrO2构成复合材料之后,可使其抗热震性明显提高.     

纳米技术在改善铝碳材举抗热震性上的应用

在Al2O3-C或Al2O3-SiO2-C材料中加入特殊树脂，在热处理后生成的纳米碳纤维改善了材料的强度、弹性模量、热膨胀率和抗热震性。     

陶瓷材料抗热震断裂性和抗热震损伤性统一的理论

从裂纹体出发，基于能量守恒原理，论述了ＨａｓｓｅＩｍａｎ关于抗热震断裂性和损伤性统一理论的建立、意义和应用。解释了材料在热震破坏过程中不同阶段显示的不同抗热震主导机制，明确裂纹在抗热震方面的重要作用，提出营造裂纹的原理及途径。     

加入Si,Si/Al对高碳Al2O3-C材料抗热震性的影响

以电熔白刚玉、熔融石英(粒度≤0.5 mm)为骨料,鳞片石墨(粒度≤0.15 mm)、电熔白刚玉粉(粒度≤0.088mm≤0.045 mm)、Si粉(粒度≤0.074 mm)、Al粉(粒度≤0.088 mm)为基质,热固性酚醛树脂作结合剂,压制成25 mm×25 mm×125 mm的试样,经200℃固化24 h后,在埋炭条件下经1200℃下保温3 h制成碳含量为30%的高碳Al2O3-C材料.分别用5%、10%、15%、20%的Si粉替代高碳Al2O3-C材料中的石墨研究其对试样抗热震性的影响;根据Si粉替代石墨的结果又研究了不同比例Si/Al粉(总量10%)替代石墨后对试样抗热震性的影响,并用SEM和XRD分析热震后试样的显微结构和物相组成.结果表明:(1)Si替代石墨量在5%～10%之间,试样的抗热震性基本保持不变,替代量大于10%以后试样的抗热震性下降.(2)Si/Al替代石墨量为10%时,改变Si/Al比例对试样抗热震性的影响不大.(3)适量Si,Si/Al基本保持Al2O-C材料抗热震性的原因是原位生成非氧化物.     

碳化钛烧结复合材料的抗热震性

利用残余强度方法研究了碳化钛烧结金属陶瓷复合材料的抗热震性。发现抗热震性及残余强度变化系数与材料中金属结合的化学成分及碳化物相的体积比之间存在着强烈的依存关系。     

复合抗氧化剂加入量对Al2O3-SiC-C浇注料性能的影响

以电熔棕刚玉为骨料,电熔棕刚玉粉、活性α-Al2O3微粉、黑碳化硅粉、球状沥青、SiO2微粉、纯铝酸钙水泥等为基质料,配以质量分数为2%、2.3%、2.6%、2.9%的复合抗氧化剂,搅拌均匀制备成Al2O3-SiC-C质浇注料。外加5%(w)的水搅拌3~5 min后,检测浇注料的流动性;经振动成型、养护、脱模、干燥后,于1 500℃空气气氛中热处理3 h,测定热处理后试样的质量损失率、体积密度、显气孔率、常温耐压强度、常温抗折强度和抗热震性。结果表明:随着复合抗氧化剂加入量(w)从2%增加到2.9%,浇注料的流动性变化不大并且保持较高的水平,显气孔率、体积密度和常温强度变化不大,质量损失率从1.14%减小到0.35%,氧化层厚度逐渐减小;复合抗氧化剂加入量为2.9%(w)的试样热震后耐压强度仍保持在70 MPa左右,具有较好的抗热震性。     

烧结的抗热震性赛隆材料

利用含有赛隆微米级细粉并加入CaO和Y2O3及Y2O3-Al2O3-MgO系共晶体制成了烧结试样。研究了材料的抗热震性、强度及热导率与加入剂种类和烧结条件的关系。     

3YPSZ-Al2O3-Co3O4陶瓷力学性能的研究

为了提高3YPSZ陶瓷的强度和韧性,先研究了Al2O3的加入量对3YPSZ陶瓷力学性能的影响,结果表明,当Al2O3含量为25wt%时,3YPSZ陶瓷综合力学性能最佳,抗弯强度为582.4MPa,维氏硬度15.4GPa,断裂韧性为6.6MPa.m1/2。再将Al2O3的含量控制在25wt%,通过改变Co(NO3)2.6H2O添加剂的含量来研究3YPSZ-25wt%Al2O3陶瓷材料力学性能的变化,研究发现,当Co3O4的引入量为0.25wt%时,3YPSZ-25wt%Al2O3陶瓷材料综合力学性能最佳,抗弯强度为623.5MPa,维氏硬度为16.9GPa,断裂韧性为7.2MPa.m1/2。并利用XRD和SEM等表征方法分析了Co(NO3)2.6H2O添加剂对材料力学性能和显微组织结构的影响。     

金属铜颗粒对氧化铝陶瓷抗热震行为的影响

在陶瓷基体中加入一定量的金属颗粒可以改善陶瓷的力学性能,这已经成为陶瓷界的共识。本以单相氧化铝陶瓷为基准物,考察5％（体积比）金属铜颗粒的引入对氧化铝基陶瓷抗热震性能的影响。在1550℃时热压烧结的Al2O3-Cu复相陶瓷,同热压烧结的单相Al2O3陶瓷相比,前具有较大的抗弯强度、较高的断裂韧性和较好的抗热震性能。作对与抗热震性能有关的力及热学性能参数,如σr,E,KIC,λ等进行了讨论,并从显微结构上对上述现象作出了解释。     

Fe2O3/Ni2O3/Al2O3催化剂制备及其催化氧化靛蓝废水研究

以三氧化二铝为载体,采用浸渍沉淀法制备系列Fe2O3/Ni2O3/Al2O3催化剂。采用TG-DTA,XRD及ESEM等技术对催化剂进行表征,确定催化剂的最佳焙烧温度为460℃。以次氯酸钠为氧化剂,同时考察m(三氧化二镍)/m(三氧化二铝)、m(三氧化二铁)/m(三氧化二镍)、m(次氯酸钠)∶m(靛蓝废水)、pH对印染靛蓝废水处理的影响。结果表明:m(三氧化二镍)/m(三氧化二铝)=0.3,m(三氧化二铁)/m(三氧化二镍)=0.04,m(次氯酸钠)∶m(靛蓝废水)=1∶11,pH=7,反应温度为20℃,常压反应时间为2 h时,COD的去除率为95.3%。     

低掺量红柱石粉对Al2O3-SiC-C浇注料性能的影响

为了进一步提高Al₂O₃-SiC-C浇注料的性能,以棕刚玉、碳化硅、沥青、红柱石粉、α-Al₂O₃微粉、SiO₂微粉、Si粉、Al粉、Secar 71水泥为原料制备了Al₂O₃-SiC-C浇注料,研究了低掺量（质量分数分别为0、1%、2%、3%、5%）红柱石粉（≤0.055 mm）等量替代浇注料中的棕刚玉细粉对浇注料致密度、强度、抗热震性和抗氧化性等的影响。结果表明：随着红柱石粉添加量的增大,烧后试样的显气孔率和体积密度减小,常温抗折强度、高温抗折强度、抗热震性和抗氧化性均增大。     

纳米／纳米型和晶间型ZTM／Al2O3复合陶瓷抗热震性能的研究

利用典型的湿化学法制备了两种ZTM／Al2O3复相陶瓷材料：晶间型和纳米／纳米型;分别对高温和低温深冷条件下,两种不同结构材料的抗热震损伤性能进行了研究。结果表明：对ZTM／Al2O3复相陶瓷材料,高温热冲击下,纳米／纳米型材料的残余强度的衰减变化大于晶间型材料;晶间型材料的抗热冲击性能优于纳米／纳米型材料。低温深冷条件下,晶间型材料由于ZrO2马氏体相变的失效和残余微量玻璃相的脆化,表现出与普通耐火材料相似的残余强度衰变趋势,而纳米／纳米型材料却呈现与高温热冲击条件下相似的变化趋势。     

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。     

多孔碳化硅陶瓷的抗热震性研究

本文考察了多了孔碳化硅陶瓷的抗热震性,并探讨了不同制造工艺对多孔碳化硅陶瓷抗热震性的影响。同时研究了ＳｉＣ陶瓷在热处理过程中ＳｉＣ颗粒表面氧化形成的ＳｉＯ２在不同热处理温度的状态变化及其对试样抗热震性的影响。     

Ca0.6Mg0.4Zr4（PO4）6陶瓷的抗热震性

Ｃａ０．６Ｍｇ０．４Ｚｒ４（ＰＯ４）６（简称ＣＭ）陶瓷热震后的强度变化与裂纹扩展依赖于材料的热膨胀系数和轴向膨胀特性。以ＭｇＯ作为烧结助剂的ＣＭ１陶瓷，当热震温差ΔＴ＝８００℃时，残留强度与原始强度相关。作者提出裂纹部分闭合模式解释了上述现象。以ＺｎＯ作烧结助剂的ＣＭ２陶瓷，其强度降低和裂纹扩展符合Ｈａｓｓｅｌｍａｎ提出的脆性陶瓷热震理论。     

抗热震陶瓷材料的设计

随着高技术陶瓷的应用发展，迫切需要提高陶瓷材料的抗热震性，以适应各种恶劣的应用环境，本文讨论了各种抗热震性能优良的陶瓷，提出抗热震陶瓷的设计思想。     

V2O5、NiO、Fe2O3和钒渣对Al2O3/MgAl2O4的腐蚀机理

研究了V2O5、NiO、Fe2O3和钒渣对Al2O3和MgAl2O4尖晶石的腐蚀。把Al2O3和MgAl2O4试样分别同上述氧化物一起从室温加热到1 400℃、1 450℃和1 500℃,加热速率为10℃.min-1。用XRD和SEM对每个系统的腐蚀机理进行了分析。结果显示,所研究的氧化物对Al2O3的影响弱于对MgAl2O4的影响。氧化铝被NiO侵蚀形成NiAl2O4尖晶石,MgAl2O4尖晶石被V2O5侵蚀形成MgV2O6。本文还观察到钒渣中的成分Fe2O3、Mg、Ni、V和Fe分散到了Al2O3结构中。另一方面,Fe2O3、Ca、S、Si、Na、Mg、V和Fe分散到了MgAl2O4结构中。最后,把得到的结果与FactSage软件的预测结果进行了对比。     

高铝瓷的抗热震性研究

本文研究了添加ZrO2对高铝瓷抗热震性的影响。发现：添加14wt％ZrO2的高铝瓷的抗热震性比不加ZrO2的高铝瓷要好，原因是所加入的ZrO2在冷却中发生相变而吸收能量，提高材料的抗热震性。另外本文还讨论了高铝瓷的断面形貌以及裂纹扩展的方式。