高钛渣制备TiN/β′-Sialon复相导电陶瓷及其性能

以高钛渣合成出的TiN/β′-Sialon粉体作为原料,常压烧结制备了TiN/β′-Sialon复相导电陶瓷。利用X射线衍射仪和扫描电镜对材料相组成和显微结构进行了表征分析,研究了材料的致密化行为、力学性能及常温导电性能。结果表明:烧结产物主晶相为β′-Sialon和TiN。其中β′-Sialon多呈板条状,TiN为细小粒状,粒度多小于0.5μm。烧结温度为1 530℃、初始原料中TiO2加入量为35%(质量分数)时,材料的体积密度为3.01 g/cm3,硬度为9.62 GPa,抗弯强度为120.07 MPa。30%TiO2加入量是决定材料能否形成TiN导电网络的最低TiO2加入量,此时材料的电阻率为1.3×10-2·cm。     

TiN/O′-Sialon导电复合材料的制备及其性能

以高钛渣为主要原料经碳热还原氮化法合成出廉价的TiN/O′-Sialon粉体作为原料,常压下烧结制备了TiN/O′- Sialon导电复合材料,利用XRD和SEM对其相组成和显微结构进行了表征,研究了初始原料中TiO_2加入量对材料的致密化、力学性能及常温导电性能的影响．结果表明：烧结产物由O-Sialon和TiN组成．O-Sialon大多呈等轴状,粒度约1—3μm．TiN为细小粒状,粒度多小于0．5μm．初始原料中TiO_2加入量为30%的材料,其体积密度为3．1g/cm~3,硬度为9．2 GPa,抗弯强度为169 MPa．25%左右的TiO_2加入量是决定材料中TiN能否形成导电网络的最低TiO_2加入量,此时材料的电阻率为1．8×10~(-2)Ω·cm．     

高钛渣碳热还原氮化合成TiN/O′-Sialon导电陶瓷粉体

以高钛渣、硅灰和高铝矾土熟料为原料,采用碳热还原氮化法合成TiN/O′-Sialon导电陶瓷粉体。利用XRD、SEM和EDS检测手段研究合成温度及恒温时间对粉体相组成和显微形貌的影响,并探讨合成机理。结果表明:随合成温度的升高和恒温时间的延长,产物中O′-Sialon的含量逐渐增加,并在1 375~1 400℃、恒温7 h时成为产物主晶相,此时产物中还有较多TiN和少量β′-Sialon生成。继续提高温度和延长反应时间,体系气氛的改变导致O′-Sialon迅速向β′-Sialon转化。合成粉体中O′-Sialon晶粒多呈等轴状,粒度约2μm,TiN晶粒为细小粒状。此外,反应体系中还有大量白色β′-Sialon晶须状沉积物生成。     

原位TiN/O′-Sialon复相材料的抗渣侵蚀性能

采用静态熔滴法,模拟高炉软熔带渣成分,研究了原位TiN/O′-Sialon复相材料的抗渣侵蚀性能并与其他材料进行了对比.采用X射线衍射仪分析残渣的物相,对材料被侵蚀部位采用电子探针方法进行显微结构观察和元素分布分析,测量蚀损层的平均深度.结果表明:材料被侵蚀后结构发生变化,可大致分为渣带、渗透带和未变带;随材料中TiN含量的增加,材料的蚀损深度减小,渣带和渗透带变窄,抗渣侵蚀性能增强;TiN/O'Sialon的抗渣侵蚀性能优于O′-Sialon和ZrO2/O′-Sialon;随侵蚀温度升高、侵蚀时间延长和渣中FeO含量增大,材料的蚀损深度增加,其中侵蚀温度的影响最为显著.     

原位TiN／O＇-Sialon复相材料的抗渣侵蚀性能

采用静态熔滴法，模拟高炉软熔带渣成分，研究了原位TiN／O'-Sialon复相材料的抗渣侵蚀性能并与其他材料进行了对比。采用X射线衍射仪分析残渣的物相，对材料被侵蚀部位采用电子探针方法进行显微结构观察和元素分布分析，测量蚀损层的平均深度。结果表明：材料被侵蚀后结构发生变化，可大致分为渣带、渗透带和未变带；随材料中TiN含量的增加，材料的蚀损深度减小，渣带和渗透带变窄，抗渣侵蚀性能增强；TiN／O'-Sialon的抗渣侵蚀性能优于O'-Sialon和ZrOz／O'-Sialon；随侵蚀温度升高、侵蚀时间延长和渣中FeO含量增大，材料的蚀损深度增加，其中侵蚀温度的影响最为显著。     

Mo-Al2O3金属陶瓷的氧化和渣蚀行为研究

热压注成型体积比为1：1的Mo-Al2O3金属陶瓷在空气中氧化始于500℃左右，生成MoO2，表现出增重；高于750℃时，由于生成的MoO3直接蒸发，明显失重。金属陶瓷中Al2O3含量越高，材料的抗氧化性能越好。在H2保护下金属陶瓷在钢渣中1650℃保温2h渣蚀时，由于材料中金属Mo被渣中FeO氧化后挥发，使得材料表层出现微小气孔，熔渣向材料中渗透，同时陶瓷晶粒从3～5μm增大到50-80μm。渣中的CaO与材料中陶瓷相Al2O3发生反应生成CA、C2A、C12A7等低熔点物质，使得材料性能进一步恶化，故该材料不宜在氧化性气氛或钢渣中长时间使用。     

FABRICATION AND PROPERTIES OF TiN/O’-Sialon ELECTROCONDUCTIVE COMPOSITES

以高钛渣为主要原料经碳热还原氮化法合成出廉价的TiN/O'-Sialon粉体作为原料,常压下烧结制备了TiN/O'-Sialon导电复合材料,利用XRD和SEM对其相组成和显微结构进行了表征,研究了初始原料中TiO2加入量对材料的致密化、力学性能及常温导电性能的影响.结果表明:烧结产物由O'-SiMon和TiN组成.O'-Sialon大多呈等轴状,粒度约1-3μm.TiN为细小粒状,粒度多小于0.5μm.初始原料中TiO2加入量为30%的材料,其体积密度为3.1 g/cm3,硬度为9.2 GPa,抗弯强度为169 MPa.25%左右的TiO2加入量是决定材料中TiN能否形成导电网络的最低TiO2加入量,此时材料的电阻率为1.8×10-2Ω·cm.     

316L钢表面Fe-Al/Al2O3涂层的制备及其高温氧化行为

316L奥氏体不锈钢(简称316L钢)具有优良的高温力学、耐侵蚀等性能,在航空、核能等领域具有广泛应用.然而,316L钢在高温氧化环境下长期服役时,易产生开裂、剥落等缺陷而失效.采用热轧复合、退火热处理和原位氧化的方式在316L钢表面制备了Fe-Al/Al2O3高温抗氧化涂层,利用XRD、SEM、EDS等手段对试样的物...     

致密高温质子导电陶瓷SrCe0.9Y0.1O3-a的制备

采用溶胶-凝胶法制备了粒径为30-60nm的SrCeo0.9Y0.1O3-a超细粉，并用此粉体制得了致密高温质子导电陶瓷，研究了成型压力对素坯的影响，陶瓷的烧结行为及微观结构。结果表明：当成型压力为20～250MPa时，素坯的相对密度会呈现峰值（54．25％）；根据陶瓷的线性收缩率的变化趋势，将烧结分为烧结初期（＜1150℃），烧结中期（1150～1250℃）和烧结后期（＞1250℃）3个阶段；采用RCS（速控烧结）烧结制度在较短的烧结时间里获得相对密度为98％且平均晶粒尺寸小于1μm的致密陶瓷；SEM观察发现陶瓷断口的孔洞中出现了新物相，推测其主要成分可能是SrCO3。     

AlN和AlN/BN层状复合陶瓷的高温氧化行为

采用循环氧化法对单相AlN和层状AlN/h-BN复合陶瓷在1000及1300℃空气中的氧化动力学曲线进行研究.结果指出,在1000℃时,层状AlN/h-BN复合陶瓷的氧化增量低于单相AlN陶瓷;在1300℃时,其氧化动力学曲线分为缓慢增重、快速氧化增重和抛物线增重3个阶段,由xRD分析及扫描电镜观察发现,在1300℃氧化30 h后,试样已不存在BN相,并且由于界面层BN的氧化挥发而残留有微孔.     

陶瓷/石墨复合材料的制备及高温氧化性能

通过热压法制备了陶瓷/石墨复合材料.采用热分析仪考察了复合材料在1400℃～1600℃温度范围内的抗氧化行为;利用扫描电镜分析样品在1400℃和1600℃恒温氧化后的表面形貌.结果表明;陶瓷/石墨复合材料在1400℃氧化时有优良的自愈合抗氧化性能.在1600℃氧化时,对于粘度较高的样品来说,氧化新形成的玻璃膜可以弥补挥发形成的表面孔道,仍能形成均匀的、连续的玻璃膜覆盖在基体表面,从而有效地抑制氧气的进入.     

Al4SiC4陶瓷的高温氧化行为

从高温氧化动力学、组织的微观进化及高温氧化机理3部分对Al4SiC4陶瓷在1200℃-1700℃的高温氧化行为进行了系统的研究。研究结果表明，Al4SiC4陶瓷具有优异的高温抗氧化性能。氧化动力学符合抛物线规律，其氧化活化能经计算为220kJ／mol。XRD及SEM研究结果表明：Al4SiC4陶瓷在1200～1500℃的氧化表面物相为Al2O3和铝硅酸盐玻璃；而高温氧化表面（1600℃～1700℃）的物相由Al2O3，莫来石和铝硅酸盐玻璃构成。由氧化试样横截面观察得知氧化层按其特征的不同分为3个部分：具有较多细小尺寸孔洞的反应层；具有较大尺寸孔洞的中间层和致密的外氧化层。在高温抗氧化机理部分中首先从热力学上计算了氧化过程中各反应的生成焓和吉布斯自由能；然后对高温氧化过程进行了推理和分析；最后根据上述试验及推理结果建立了Al4SiC4陶瓷的高温抗氧化模型。     

致密高温质子导电陶瓷SrCe0.9Y0.1O3-α的制备

采用溶胶凝胶法制备了粒径为30~60 nm的SrCe0.9Y0.1O3-α超细粉,并用此粉体制得了致密高温质子导电陶瓷,研究了成型压力对素坯的影响,陶瓷的烧结行为及微观结构。结果表明:当成型压力为20~250 MPa时,素坯的相对密度会呈现峰值(54.25%);根据陶瓷的线性收缩率的变化趋势,将烧结分为烧结初期(<1 150℃),烧结中期(1 150~1 250℃)和烧结后期(>1 250℃)3个阶段;采用RCS(速控烧结)烧结制度在较短的烧结时间里获得相对密度为98%且平均晶粒尺寸小于1μm的致密陶瓷;SEM观察发现陶瓷断口的孔洞中出现了新物相,推测其主要成分可能是SrCO3。     

Al2O3-MgO(尖晶石)-Sialon复合耐火材料的制备

以刚玉颗粒和细粉、氧化镁细粉、尖晶石细粉和Sialon细粉为原料制备了钢包用新型无碳Al2O3-MgO(尖晶石)-Sialon复合耐火材料,通过研究得到适宜的工艺参数为:原料中大颗粒(8～3 mm)与中颗粒(3～0 mm)的比例为65:35,埋混合粉烧结(C:Sialon=4:1)和烧结温度为1600 ℃.制备的Al2O3-MgO(尖晶石)-Sialon复合耐火材料具有高强度和优良的抗氧化性能、抗渣侵蚀和抗热震性能.     

低品位高钛渣中钛组分制备金红石(英文)

介绍了以70%～75%TiO2的低品位高钛渣为原料制备人造金红石的分离工艺。低品位高钛渣中MgO,FeO,CaO,Al2O3和SiO2进入杂质相,钛组分进入金红石相,金红石相中TiO2品位达到90%～95%,可满足流态化氯化对杂质的要求。1050℃的低温预氧化与1510℃的高温热处理促使渣中分散于各矿物相的钛组分选择性转移并富集于金红石相,金红石相析出与长大,用稀硫酸和稀盐酸实现金红石相的分离。实验结果表明,金红石矿物相平均晶粒度可以达到25μm,通过稀酸选择性浸出改性渣,可以获得95%TiO2品位的人造金红石。     

La2O3基导电陶瓷高温电阻率的测试和研究

研究了不同组成的Ｌａ２Ｏ３基导电陶瓷的高温电阻率，结果表明：（Ｌａ２Ｏ３）１－ａ·（Ｘ２Ｏ５）ａ·ＣｕＯ及（Ｌａ２Ｏ３）１－２ａ·（Ｘ２Ｏ５）２ａ·ＣｕＯ具有较低的高温电阻率。由于兼有金属导电机制和半导体导电机制，且两种导电机制随温度变化的作用相反，Ｌａ２Ｏ３基导电陶瓷在室温到１０００℃的温度范围内电阻率变化不大     

La2O3基导电陶瓷室温电阻率的测试与研究

主要研究Ｌａ２Ｏ３基导电陶瓷的组成对其烧结性能及室温电阻率的影响。结果表明，组成为（Ｌａ２Ｏ３）１－ａ·（Ｘ２Ｏ５）ａ·ＣｕＯ的陶瓷具有良好的烧结性能以及最佳的室温电阻率     

钛沉积工艺制备TiN/cBN和TiC/金钢石涂层颗粒(英文)

用钛熔盐沉积及热处理工艺分别制备碳化钛涂覆的立方碳化硼颗粒(TiN/cBN)及碳化钛涂覆的金刚石颗粒(TiC/金刚石)。将cBN或金刚石颗粒分别与钛粉和KCl、NaCl和K2TiF6熔盐混合。将所得混合物在Ar气氛中加热至900°C,然后在H2气氛中于1000°C进行热处理。采用扫描电镜、X射线衍射和聚焦离子束技术对所制得颗粒进行表征。结果表明:cBN和金刚石颗粒表面已覆盖了纳米钛层。对Ti/cBN和TiC/金刚石涂层颗粒进行热处理后,颗粒表面沉积的Ti层与cBN和金刚石颗粒发生了原位化学反应,分别转化为钛化合物TiN和TiC。     

AlCoCrFeNiTi_(0.5)高熵合金的高温氧化行为

采用水冷铜坩埚真空感应悬浮熔炼法制备AlCoCrFeNiTi_(0.5)多主元高熵合金,研究合金在800、900、1000和1100℃下的高温氧化行为,采用XRD,SEM及EDS对氧化膜的成分及形貌进行了分析,探索了合金的氧化机制。结果表明,合金的氧化动力学曲线在800和900℃时近似遵循六次方抛物线规律,在1000和1100℃时近似遵循四次方抛物线规律。合金具有优异的抗氧化性,在800、900和1100℃下为抗氧化级别,而在1000℃下为完全抗氧化级别。合金的氧化主要发生在枝晶间和共晶区,呈岛状团聚堆叠生长,1100℃氧化时该区域的氧化物发生明显剥落,氧化产物主要是TiO_2、Fe_2TiO_5和FeCr_2O_4等;而枝晶相的氧化产物较单一,1000℃及以下温度氧化时为弥散分布的Al_2O_3颗粒,1100℃氧化时为致密的Al_2O_3氧化层。高温氧化后,合金基体相结构稳定,未出现软化现象。     

添加Nb2O5对Al2O3/TiAl基复合材料在900℃空气中氧化行为的影响

利用热压工艺制备了添加2%、6%和10%Nb2O5的A1203/TiAl基复合材料,并研究了该材料在900℃空气中的高温氧化行为.结果表明:随着Nb2O5含量的增加,复合材料的氧化速率明显下降,其氧化动力学曲线近似于抛物线规律;所有材料氧化120 h后均形成了多层的氧化膜;Nb在表层的富集起到了扩散障的作用,既阻挡了氧原子的继续渗入,也阻碍了Ti原子向外扩散,使得复合材料的抗氧化性能随Nb:O5含量的增加而提高.