太阳能吸热器用莫来石--碳化硅陶瓷的原位合成(英文)

采用半干压成型和无压烧成技术,原位合成了用于太阳能热发电吸热器的莫来石结合碳化硅(SiC)吸热陶瓷。研究结果表明:经1 520℃烧成的样品B2(粒径≤61μm SiC 72%,粒径≤20μm SiC 18%,工业氧化铝4.64%,苏州高岭土5.36%)的综合性能最佳,其显气孔率、吸水率、体积密度和抗折强度分别为28.40%、13.35%、2.13g/cm3和44.20MPa;热震试验30次(1 100℃~室温,风冷),样品无裂纹,强度增加率达52.30%;在1 300℃氧化100h后,样品的氧化增重为25.43mg/cm2,氧化动力学常数为1.80×10--7kg2/(m4·s)。物相分析表明,样品的相组成为碳化硅、莫来石、石英和刚玉。显微结构分析表明,原位合成的莫来石结合于碳化硅颗粒间,赋予样品较好的抗折强度。热震试验30次后,可在样品中观察到更加致密的结构,碳化硅晶粒被树枝状微晶紧密联接,改善了样品的抗热震性。莫来石--碳化硅复相陶瓷可作为塔式太阳能热发电吸热器的潜在应用材料。     

用于太阳能储热的粘土结合SiC复相陶瓷结构分析

采用SiC粉、高岭土、苏州土为主要原料制备了太阳能储热用粘土结合SiC复相陶瓷.对烧结样品进行了XRD、SEM、EPMA测试分析,同时测试了样品的抗弯强度和热导率.研究结果表明,在1 400℃烧结温度下保温2 h获得了性能优良的粘土结合SiC复相陶瓷样品,主晶相由SiC、莫来石、刚玉和方石英组成,其抗弯强度为65.5 MPa,热导率为8.9W/(m·K),该复相陶瓷具有优良的抗热震性能,有望应用于太阳能热发电中的储热材料.     

刚玉–莫来石–镁铝尖晶石复合陶瓷的原位合成及热震行为

以α-Al2O3、苏州土、滑石和石英为主要原料,采用无压烧结制备了刚玉–莫来石–镁铝尖晶石多相复合陶瓷,研究了烧结温度对样品的体积密度、线性收缩率和吸水率等烧结性能以及机械性能的影响。通过X射线衍射和扫描电子显微镜分析了复相陶瓷热震前后的物相组成和显微结构。结果发现：经1480℃烧结的样品吸水率为0.19%,体积密度为3.06g/cm3,抗折强度达99.59MPa,复合材料有较好的热震性能,1100℃空冷热震损失率仅6.9%,可耐受17次热冲击。该复相陶瓷可作为潜在的太阳能热发电材料。     

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。     

太阳能热发电用氧化铝-碳化硅-氧化锆储热陶瓷的制备及表征

以α-Al2O3、部分稳定氧化锆(5.2%Y2O3,质量分数)和碳化硅为原料,采用无压烧成技术制备了太阳能热发电用 Al2O3–SiC–ZrO2(ASZ)储热陶瓷,研究了碳化硅和氧化锆添加量对 ASZ 储热陶瓷样品结构与性能的影响。结果表明：随着碳化硅添加量的增加,样品的力学性能、抗热震性和热物理性能均有提高;添加氧化锆可提高样品的力学性能和抗热震性能;经1280℃烧成的碳化硅添加量为50%、部分稳定氧化锆添加量为5%的样品的显气孔率、吸水率、体积密度和抗折强度分别为24.88%、10.44%、2.38 g/cm3和66.20 MPa;样品的比热容、导热系数和储热密度(600℃时)分别为1.05 kJ/(kg·K),2.26 W/(m·K)和916.91 kJ/kg。热震试验30次(室温～800℃)样品无裂纹,强度增长率为27.89%。     

太阳能热发电莫来石-硅酸锆复相陶瓷的原位合成及性能

以红柱石、ZrO2、苏州土和长石为主要原料,采用无压烧结制备了太阳能热发电用莫来石-硅酸锆复相陶瓷.研究了烧结温度对材料吸水率和力学性能的影响,采用空冷法研究了材料的热震性能,利用X射线衍射仪和扫描电子显微镜分析了复相陶瓷热震前后的物相组成和显微结构.结果表明:在1490℃烧结的最优样品A2吸水率为0.41％,气孔率为1.10％,体积密度为3.06 g/cm3,抗折强度达128.78MPa;复合材料有很好的热震性能,1100℃空冷热震损失率上升10.69％,可耐受30次以上热冲击,该复相陶瓷可作为潜在的太阳能热发电管道材料.     

太阳能热发电用锂辉石低膨胀陶瓷的制备及其低膨胀机理研究

为拓展低膨胀陶瓷在太阳能热发电领域的应用,本文以澳州锂辉石、星子高岭土和山东石英为原料,通过半干压成型,无压烧成制备了锂辉石低膨胀陶瓷,对其相组成、微观结构、热稳定性和低膨胀机理进行了探讨。研究表明,经1330℃烧成的L2样品(锂辉石70wt%,高岭土20wt%,石英10wt%)的热稳定性最佳,其热膨胀系数为1.13×10-6℃-(10-900℃),抗折强度为53.02 MPa,经30次热震后(1000℃-室温,气冷),L2样品的抗折强度为56.17MPa(强度增加率为5.94%)。相组成和微观结构分析表明,L2样品的相组成为β-锂辉石(Li2O.Al2O.34SiO2)、莫来石(3Al2O.32SiO2)和少量的鳞石英(SiO2)。30次热震后,针棒状莫来石发育更为完全。β-锂辉石固溶游离态SiO2,使样品的热膨胀系数较低,莫来石和磷石英也使样品的抗热震性能得到改善,二者共同作用,赋予样品较好的高温热稳定性,使其满足太阳能热发电的使用要求。     

氮化硅陶瓷的热等静压处理与抗热震性能研究

以氮化硅喷雾造粒粉为原料,通过高温常压烧结及热等静压处理烧坯两种制备方法获得的氮化硅陶瓷材料,进行了陶瓷显微组织结构、热导率与抗热震性能研究.结果表明热等静压处理能够消除烧结体的残余孔隙,有利于提高陶瓷的强度、热导率和抗热震性能.     

原位生成堇青石结合红柱石太阳能热发电储热陶瓷的抗热震性能

为提高储热陶瓷材料的抗热震性能,采用原位生成堇青石增强技术,以红柱石为主要原料,通过半干压成型,无压烧结研制了用于太阳能高温热发电红柱石储热陶瓷材料样品。研究了配方组成、烧成温度、相组成、微观结构对样品抗热震性能的影响。结果表明：红柱石添加量为 70%,经1 400 ℃烧成的样品抗热震性能最佳：30 次热震实验（热震条件：1 100 ℃～室温,风冷）的强度不仅没有损失,反而增加了 26.20%。相组成和微观结构分析表明样品的晶相为堇青石、莫来石、硅线石、α-方石英、α-石英等,原位生成的堇青石晶体均匀分布在由红柱石转化的莫来石晶体之间,赋予样品较好的抗热震性能     

注凝成型工艺制备Al_2O_3-ZrO_2(3Y)-SiC复相陶瓷及其性能

研究了用注凝成型工艺制备用于太阳能热发电Al2O3-ZrO2(3Y,3%Y2O3,摩尔分数)-SiC(AZS)复相陶瓷。以SiC、纳米ZrO2和Al2O3粉体为原料,加入凝胶有机单体(丙烯酰胺)、交联有机单体(N-N亚甲基双丙烯酰胺)、凝胶引发剂(过硫酸铵)、凝胶催化剂(N-N-N′四甲基乙二胺)、分散剂(柠檬酸胺),制备了固相质量含量高达85%,黏度为52.5mPa·s的A12O3基陶瓷悬浮体,经注凝成型,1480℃烧结样品。检测了料浆及烧结样品的相关理化性能及显微结构。结果表明,悬浮体固化后颗粒仍保持原有的位置,坯体结构均匀;坯体经1480℃烧结,样品吸水率为0.98%,气孔率为1.02%,体积密度为3.843g/cm3,抗弯强度达183.3MPa,经7次抗热震(在空气中急冷,温差为975℃)实验后,样品抗弯强度为150.1MPa。抗热震实验后,抗弯强度下降18.1%,满足太阳能热发电输热管道的要求。     

纳米陶瓷热喷涂若干问题的试验研究

就制备Al2O3-3TiO2纳米陶瓷涂层的热喷涂系统热源，焰流速度和纳米陶瓷棒进行了试验研究，提出了采用低温、高速、强力、纳米陶瓷棒制备纳米陶瓷涂层的热喷涂工艺。     

Additive-free Y2O3:Eu3+ red-emitting transparent ceramic with superior thermal conductivity for high-power UV LEDs and UV LDs

To obtain red-emitting luminescent material for high-power UV LED and UV LD applications, an additive-free Y₂O₃:Eu³⁺ phosphor ceramic was successfully prepared in this work. The nitrate pyrogenation method is applied to obtain raw nanopowders with high reactivity, and a hybrid sintering method combining low-temperature presintering and subsequent hot isostatic pressing (HIP) is then applied to realize full densification of the final ceramic products. The effects of the presintering temperature on the density, microstructural, and optical properties are investigated in detail. The HIP-treated Y₂O₃:Eu³⁺ ceramic presintered at 1450 °C exhibits a high transmittance near 80 % at 600 nm. Due to the nonuse of sintering additives, the thermal conductivity of Y₂O₃:Eu³⁺ ceramic product reaches 10.9 Wm⁻¹ K⁻¹ at room temperature. The achieved Y₂O₃:Eu³⁺ ceramic also exhibits good applicability under the excitation of a UV LED chip and UV laser light, showing promise as a color converter for high-power UV LED and UV LD applications.     

隔热陶瓷纤维及制品

叙述了隔热陶瓷纤维及制品的国内外发展现状，提出了其发展战略和科技发展指导思想。     

热探针法测量陶瓷粉末导热系数的实验研究

以Al2O3粉末为例,在分析探针法测量原理的基础上,用热探针法对Al2O3粉末的导热系数进行测量,研究在不同含水率和温度下Al2O3粉末导热系数的变化情况。试验结果发现,Al2O3粉末的导热系数随着秸秆密度,温度和含水率的增加而增加,并基本呈线性关系。     

NZP型低热膨胀及耐热冲击磷酸盐陶瓷材料

介绍了ＮＺＰ型磷酸盐陶瓷材料的晶体结构、合成、分析方法以及烧结条件对其组织结构和性能的影响。     

Fe-Al/Al2O3复合材料与ZTA陶瓷的抗热震性研究

对Fe-Al／Al2O3复合材料的抗热震性进行了测定。通过与ZTA陶瓷的抗热震性对比，分析了该复合材料具有较好抗热震性的原因。试验发现：Fe-Al／Al2O3复合材料的残余硬度和抗压强度随AT的变化有明显差异。在热震温差很高时，Fe—Al相的高温热强性改善了Fe-Al／Al2O3复合材料的抗热震性。     

超高温陶瓷材料研究进展

超高温陶瓷材料以其优异的综合性能有望成为新一代高温热防护材料.目前超高温陶瓷材料主要分为烧结超高温陶瓷材料和连续纤维增强超高温陶瓷基复合材料,将对烧结超高温陶瓷材料的研究进展做重点介绍,随后简要介绍连续纤维增强超高温陶瓷基复合材料的优势和研究概况.     

热分析技术在墙地砖生产中的应用

热分析技术可以为陶瓷材料的开发和产品质量的控制提供许多有用的信息，本文讨论了它在墙地砖生产中应用的一些特点，并介绍了几个应用实例。     

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。     

热喷涂纳米陶瓷涂层的应用

采用热喷涂技术制备纳米结构涂层是构筑纳米结构材料最具前途的方法之一,本文综述了热喷涂陶瓷涂层材料的性能、制备方法及应用方面的研究现状,并对热喷涂纳米陶瓷涂层面临的问题及研究的发展趋势进行了讨论。