刚玉-莫来石材料高温断裂性能

为了研究刚玉-莫来石材料的高温断裂和变形性能,采用三点弯曲法研究了红柱石、板状刚玉、电熔莫来石3种不同骨料刚玉-莫来石材料的高温抗折强度和应力-应变曲线,并从材料的显微结构得到解释.以红柱石为骨料的材料形成薄膜状莫来石-刚玉结构,未发现玻璃相存在;其强度最高温度点在1000 ℃,高低温强度相差不大;800～1400 ℃应力-应变曲线分别显示出弹性、塑性特点.以板状刚玉为骨料的材料,基质由粒状刚玉、少量柱状薄膜状莫来石和微量玻璃相组成;其强度最高温度点在800 ℃,高低温强度相差很大;800～1400 ℃应力-应变曲线分别显示出弹性、塑性和粘滞流动3个阶段.以电熔莫来石为骨料的材料,性能与红柱石骨料接近,只是强度最高温度点在800 ℃,断裂前的变形量稍大.莫来石充当了莫来石晶种的作用,形成刚玉莫来石网状结构.     

莫来石晶须前驱体含量对原位生长莫来石/刚玉轻质耐火材料性能的影响

将铝矾土和高岭土天然矿物原料作为主体原料引入到莫来石晶须前驱体和烧结坯料配方中,采用莫来石晶须前驱体原位制备莫来石-刚玉轻质耐火材料。利用XRD,SEM以及相应的EDS等手段对莫来石-刚玉质耐火材料进行表征分析,研究莫来石晶须前驱体与莫来石烧结体的质量比对莫来石/刚玉质耐火材料性能和微观结构的影响。结果表明:当莫来石晶须前驱体与烧结体质量比为50:50时,样品的抗折强度达到最大值55.9MPa,并且其第一热应力断裂抵抗因子达到最大值54.4。     

莫来石-刚玉多孔陶瓷支撑体的制备与性能

以高岭土和氧化铝为原料,通过聚合物辅助挤出成型法制备了管状莫来石-刚玉多孔陶瓷支撑体.研究造孔剂添加量和烧结温度对支撑体相组成、机械强度、微观结构及孔结构的影响,结果显示通过优化制备条件可以获得高气孔率、高强度、孔径分布均匀、透气度好,且具有良好抗热震性能的多孔陶瓷支撑体.     

型壳耐火材料对无余量定向凝固叶片铸件质量的影响

本文阐述了电熔莫来石结合刚玉制成的型壳材料的显微结构和烧结特点,以及对型壳性能的影响。研究了定向凝固过程中型壳表面层耐火材料杂质和液态金属杂质对叶片铸件表面质量的影响。结果表明:电熔莫来石结合刚玉型壳材料是一种理想的适用于定向凝固型壳的耐火材料。     

锆英石对镁钙质耐火材料性能的影响

镁钙质耐火材料是一种强碱性耐火材料,对碱性炉渣和钢液具有良好的化学稳定性,且有利于钢液的脱磷、脱硫,以及钢液的净化,但由于CaO的易水化性使镁钙质耐火材料的使用受到了限制。实验选用6种不同锆英石的加入量,采用两种不同的烧结方案,对添加锆英石后的镁钙质耐火材料的性能进行了研究。结果表明,添加锆英石后的镁钙质耐火材料烧结性能提高,显气孔率降低,体积密度增大,荷重软化温度提高,抗渣性增强。     

初始浆料中固相含量对莫来石多孔陶瓷显微结构和性能的影响

以叔丁醇为溶剂,采用凝胶注模工艺制备莫来石多孔陶瓷,研究不同固相含量对莫来石多孔陶瓷的显微结构、气孔率、气孔尺寸及分布、压缩强度和室温热导率的影响。实验结果表明,莫来石多孔陶瓷的气孔率和开气孔率分别在54.9%~61.2%和50.8~55.5%;气孔分布均匀且呈单峰分布,气孔孔径为2.34~3.52μm;在相同的烧结制度下,固相含量升高,莫来石多孔陶瓷的收缩率变小,气孔率降低,压缩强度和热导率明显升高,最高强度达59.5MPa,最低热导率为0.408W/m·K。     

Al2O3-ZrO2-C耐火材料性能的研究

为提高铝锆碳耐火材料的性能。研究了烧成温度对铝锆碳耐火材料气孔率、体积密度、常温耐压强度的影响,得出了适宜的烧成温度范围和最佳的锆莫来石加入量,并对此进行了理论分析。同时,还研究了烧成温度对材料抗氧化性的影响。     

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.     

刚玉-莫来石多孔透波材料的制备及性能研究

多孔莫来石陶瓷具有优良的隔热性、良好的介电性及质轻等优异性能,是良好的高温透波材料。但纯莫来石陶瓷力学性能欠佳,为了改善其力学性能,采用凝胶注模技术与发泡工艺相结合的方法,制备不同相含量的刚玉-莫来石多孔复相陶瓷材料。研究结果表明,当物相含量为莫来石/氧化铝=1/1时,抗弯强度达最大值64.45 MPa,得到的多孔陶瓷材料孔结构均匀、力学性能良好、热性能与电性能优越,有望成为综合性能优于石英陶瓷的新型透波天线罩材料。     

电熔莫来石含量对硅基陶瓷型芯性能的影响

以石英玻璃粉为基体,电熔莫来石为矿化剂,石蜡为增塑剂,通过热压注法制备硅基陶瓷型芯,研究了电熔莫来石添加量对硅基陶瓷型芯综合性能的影响。研究结果表明:随着电熔莫来石含量的增加,样品的室温抗弯强度、高温抗弯强度、高温挠度逐渐降低,收缩率随电熔莫来石含量的增加先减小后增大,显气孔率随电熔莫来石含量的增加先增大后减小。当电熔莫来石的添加量为10%时,型芯样品的综合性能最佳,其收缩率为0.83%,显气孔率为31.49%,体积密度为1.50 g/cm~3,室温抗弯强度为12.28 MPa,高温强度为18.17 MPa,高温挠度为0.95 mm。     

粉料粒度对氧化铝基陶瓷型芯材料性能的影响

研究了精密铸造叶片用氧化铝基复合陶瓷型芯刚玉粉料粒度对型芯物相、形貌、气孔率、抗蠕变性能、脱芯性能的影响.研究结果表明:粉料粒度对Al2O3基复合陶瓷型芯材料的气孔率、线收缩率和高温蠕变性能均有影响.根据实验数据,分析了几种粉料粒度对陶瓷型芯综合性能影响的机理,同时讨论了不同粉料粒度型芯的烧结机理.     

粉料粒度对氧化铝基陶瓷型芯材料性能的影响

研究了精密铸造叶片用氧化铝基复合陶瓷型芯刚玉粉料粒度对型芯物相、形貌、气孔率、抗蠕变性能、脱芯性能的影响。研究结果表明：粉料粒度对Al2O3基复合陶瓷型芯材料的气孔率、线收缩率和高温蠕变性能均有影响。根据实验数据，分析了几种粉料粒度对陶瓷型芯综合性能影响的机理，同时讨论了不同粉料粒度型芯的烧结机理。     

SiC多孔陶瓷的气孔率和强度

选用ＳｉＣ作为骨料,长石和粘土组成的陶瓷结合剂和活性Ｃ作为成孔剂,对不同的烧成温度下ＳｉＣ多孔陶瓷的气孔率和强度进行了研究,温度的提高使ＳｉＣ多孔陶瓷的显气孔率陶低,而体气也民率增大;气孔形状随陶瓷结合剂的高温性能变化而变化,１２８０℃烧成时的气孔形状多为圆形,尺寸分布较均匀;１２４０℃烧成时出现经度极大值,温度提高使固体气孔率增大而强度降低,但在大于１３００℃时,由于ＳｉＣ的高温氧化产物参与晶界     

先驱体作粘结剂低温制备SiC多孔陶瓷

分别以聚碳硅烷和硅树脂作粘结剂，SiC微粉作骨料，在惰性气氛中1000℃下低温制备出SiC多孔陶瓷。所得样品的气孔率在43％～52％之间，抗断裂强度最高达到了18．59MPa，而且样品的孔径呈单峰分布。分析比较了由这2种不同粘结剂制备的SiC多孔陶瓷性能。     

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。     

结合剂对刚玉-尖晶石质中间包挡渣墙性能的影响

以特级矾土、棕刚玉、电熔白刚玉、镁铝尖晶石、SiO_2微粉、α-Al_2O_3微粉为主要原料,添加分散剂和钢纤维等外加剂,制备了刚玉-尖晶石质中间包挡渣墙试样。研究了结合剂ρ-Al_2O_3和ρ-Al_2O_3-铝酸钙水泥对刚玉尖晶石质挡渣墙性能的影响。结果表明:在以ρ-Al_2O_3结合的挡渣墙中,当ρ-Al_2O_3加入量为3%时各项性能较为优异,试样的物相主要是刚玉相、镁铝尖晶石相以及微量的钙黄长石相;在以ρ-Al_2O_3-铝酸钙水泥复合结合的挡渣墙浇注料中,随着水泥引入量增加,试样各项常规性能变好。通过XRD物相分析,水泥加入量达到1.5%以后逐渐出现了CA6高温相,提高了其高温性能,同时,水泥的引入并没有增加钙铝黄长石相;对两种结合体系抗渣侵蚀表现较好的试样进行SEM分析其侵蚀机理,水泥加入量为1.5%时抗渣侵蚀和渗透性能最佳。     

利用铝灰和粉煤灰铝热还原氮化制备镁铝尖晶石-刚玉-Sialon复相材料

以铝灰和粉煤灰为原料,以铝灰中的金属铝为还原剂在1550 ℃,3 h下进行原位铝热还原氮化制备镁铝尖晶石-刚玉-Sialon复合材料.采用XRD分析了不同原料配比对合成产物物相的影响,并对制备的镁铝尖晶石-刚玉-Sialon复相材料进行了显微形貌和性能表征.结果表明,当铝灰过量50%时,制备得到了镁铝尖晶石-刚玉-Sialon复合耐高温材料,其中,尖晶石为富铝尖晶石,含量为45%;刚玉含量为25%,呈板片状;Sialon的含量为26%,其Z值为4,呈柱状形貌.此时其抗折强度最大,为183 MPa,显气孔率最小,为5.3%,体积密度为2.6 g/cm~3,洛氏硬度HRB的值为123.     

高温合金定向凝固工艺用熔模铸造型壳的研究

高温合金定向凝固工艺给熔模铸造提出了新的要求,研制高强度的熔模铸造型壳成了当务之急。本文在对硅溶胶—上店土壳进行生产实际考验并测定其高温性能的基础上,用不同的原材料,采用不同的煅烧温度制备合成莫来石及含锆莫来石,探讨了化学成分、煅烧温度以及锆美粉含量对合成莫来石及用其所制的熔模铸造型壳的高温性能的影响;分析了型壳高温抗变形能力的机理;观测了高温合金K-18同碳化硅、刚玉和天然莫来石三种耐火材料作面层的熔模铸造型壳接触界面间的相互作用。     

高强低导热莫来石-刚玉轻质砖的制备

以高铝矾土、硅灰、聚苯乙烯球作原料,用凝胶注模工艺制备高强轻质莫来石-刚玉材料,确定最佳pH值和分散剂用量,并研究了烧成后样品的强度、气孔率、热导率、物相组成和微观结构.结果表明:最佳pH值为9,分散剂加入量为0.33%,当球料比为4:1 (mL·g~(-1))时,1550 ℃烧结出的样品密度为0.37 g/cm~3,气孔率达87.37%,热导率仅0.22 W/(m·K),强度高达2.17 MPa;材料主晶相为莫来石,并含有少量刚玉相,晶粒细小,气孔分布均匀,孔壁薄而完整并有封闭小气孔.     

ZrO2溶胶对刚玉-莫来石复相陶瓷性能的影响

研究了ZrO2溶胶对刚玉-莫来石复相陶瓷性能和微观结构的影响.结果表明在已有刚玉-莫来石质材料技术的基础上,采用溶胶-凝胶法引入ZrO2,可使ZrO2在主体材料中形成亚微米包裹薄膜,可控制ZrO2的分布,使ZrO2在主体材料中均匀分布,达到定量均匀掺入的目的,从而可获得微观结构可控、晶粒尺寸大小均匀,使ZrO2的作用得以充分发挥,不仅可提高材料的抗热震性,而且可提高材料的高温强度及蠕变性.另外,对于加入氧化锆溶胶的试样,氧化锆粒子的应力诱导相变增韧和微裂纹增韧是刚玉-莫来石质材料热震稳定性提高的主要原因.