界面反应对铝熔体定向渗透氮化过程的影响

将外形尺寸为φ15 mm×10 mm的一级工业纯铝锭(w(Al)=99%)6.5 g放入石墨坩埚内,在其四周及底部填充氧化铝粉阻生剂,采用粒度均为1～0.5 mm、固定量均为3 g的电熔镁砂(w(MgO)=95%)、镁铝尖晶石(31.9%MgO,58.1% Al2O3)和电熔刚玉(w(Al2O3>)=95%)3种颗粒作为填充剂,分别与占铝锭质量10%的金属Mg粉(w(Mg)=99%)混合后,松散堆积在铝锭表面上,在1 200℃氮气气氛中处理10 h.利用XRD、SEM、EPMA及OM分析了反应后得到复合材料的物相组成和显微结构,研究了定向金属氮化制备氮化铝基复合材料过程中金属铝熔体和填充剂间的界面反应对渗透氮化的影响.结果表明:1 200℃下,镁砂与铝熔体剧烈反应生成大量镁,促进了铝熔体的渗透和氮化过程;镁铝尖晶石与铝熔体反应明显减弱,但生成少量的镁,也在一定程度上有利于渗透和氮化过程;相比之下,刚玉与熔体界面反应消耗了反应体系的镁,影响了铝熔体的渗透,但渗入铝的氮化较为完全,且复合材料结构致密.     

镁砂与电熔合成铁铝尖晶石-刚玉复合材料的反应

以电熔合成铁铝尖晶石-刚玉复合材料和电熔镁砂为原料制备了铁铝尖晶石-镁铝尖晶石复合材料。检测了各烧后试样的线变化率、体积密度和显气孔率,并用XRD、SEM等研究了镁砂与电熔铁铝尖晶石-刚玉复合材料之间的反应,结果未发现有单一的镁铝尖晶石相生成,在高温下,MgO与铁铝尖晶石-刚玉之间存在互扩散,形成镁铝尖晶石和铁铝尖晶石固溶体;随着镁砂细粉加入量的提高,镁铝尖晶石向铁铝尖晶石中的固溶量加大;当电熔铁铝尖晶石-刚玉复合材料以颗粒加入时,发现在某些铁铝尖晶石颗粒周围存在环形裂纹;随着镁砂加入量的提高,试样的显气孔率下降,体积密度增大。     

电熔铁铝尖晶石加入量对镁铁铝尖晶石浇注料挂窑皮性的影响

为提高水泥回转窑用耐火材料的挂窑皮性能,延长使用寿命。以高纯镁砂、电熔铁铝尖晶石和硅灰为主要原料,六偏磷酸钠为结合剂,研究了电熔铁铝尖晶石的加入量(质量分数分别为6%、8%、10%和12%)对镁铁铝尖晶石浇注料性能的影响。结果表明:随着电熔铁铝尖晶石加入量的增加,试样的常温耐压强度和体积密度先增大后减小,在加入量为10%(w)时,试样的耐压强度和体积密度最大。经过高温热处理后,电熔铁铝尖晶石中的Fe~(2+)和方镁石中Mg~(2+)发生离子交换反应形成的环状裂纹,对镁铝铁浇注料结构的柔韧性有良好的促进作用;同时Fe~(2+)向镁砂中扩散,提高了试样的挂窑皮性能。综合各项性能,电熔铁铝尖晶石加入量为10%(w)时,镁铝铁浇注料的体积密度和常温耐压强度最大,挂窑皮性能也最优。     

镁橄榄石前驱体溶胶结合电熔镁砂基耐火材料基质的烧结性能

为提高电熔镁砂基耐火材料的烧结性能,以Na_2SiO_3·9H_2O和MgCl_2·6H_2O制备的镁橄榄石前驱体溶胶作为结合剂,以粒度≤0. 074 mm的电熔镁砂细粉为主原料,研究镁橄榄石前驱体溶胶加入量(质量分数分别为0、1%、2%和3%)对电熔镁砂基耐火材料基质试样性能、显微结构及物相组成的影响。结果表明:随着镁橄榄石前驱体溶胶加入量的增加,1 450和1 550℃保温2 h烧后试样的体积密度、烧后线收缩率、常温耐压强度呈先增大后减小趋势,加入2%(w)的镁橄榄石前驱体溶胶时,1 550℃烧后试样的体积密度和耐压强度最大,镁橄榄石颗粒均匀分布在镁砂颗粒表面及颗粒间隙处,两相晶粒边界完整清晰,填充颗粒边界气孔,形成致密的显微结构。可见,加入镁橄榄石前驱体溶胶对电熔镁砂基耐火材料基质起到促烧结作用。     

氮化烧成铝–方镁石–刚玉复合材料的显微结构和反应机理

在刚玉(电熔刚玉、板状刚玉)–高纯镁砂中加入质量分数分别为0、4%、6%、10%的铝粉,在碳管炉1 600℃氮气气氛下制备Al–Mg O–Al_2O_3复合材料。结果表明:烧后试样的主晶相为刚玉和镁铝尖晶石固溶体,基质是由镁铝尖晶石固溶体、氮化铝、Al ON和Mg Al ON等增强相组成的复合结构。随铝粉含量增加,Al N、Al ON和Mg Al ON含量增加且存在未反应的铝粉。铝粉氮化机理为Al反应生成Al N,Al N与Al_2O_3固溶形成Al ON相,氧化镁或新形成的尖晶石与Al ON相固溶形成Mg Al ON相。建立了金属铝粉氮化反应模型,反应模型呈明显的环状结构:内层产物为未反应的铝和反应后形成的微孔;中间层产物为氮化铝和阿隆的复合结构;外层环带状产物为阿隆和镁阿隆的复合结构。电熔刚玉颗粒部分参与反应形成环带状镁铝尖晶石固溶体。     

工艺参数对镁铝尖晶石保温材料物相与性能的影响

以α-Al2O3微粉、电熔镁砂和ρ-Al2O3为原料,采用泡沫胶凝法制备了体积密度0.9～1.1 g/cm3镁铝尖晶石保温材料,考察了ρ-Al2O3、电熔镁砂加入量、烧成温度和保温时间对镁铝尖晶石保温材料物相与性能的影响.研究结果表明,随着ρ-Al2O3加入量增加试样常温耐压强度与烧成线变化率增大,物相组成均为“刚玉+镁铝尖晶石”;增加MgO加入量试样先收缩后膨胀,加入量为20wt％时常温耐压强度达最大值,物相组成由“刚玉+镁铝尖晶石”变为“镁铝尖晶石”再变为“镁铝尖晶石+方镁石”;提高烧成温度能明显促进试样烧结,延长保温时间可提高试样常温耐压强度.     

纯铝酸钙水泥对镁铝钛系浇注料性能的影响

以镁铝钛电熔合成料颗粒和细粉(w(MgO)76.09%,w(Al2O3)15.67%,w(TiO2)5.05%)、镁砂细粉(w(MgO)>97.1%)、纯铝酸钙水泥(Secar71)、SiO2微粉、SiC细粉(≤0.074mm)及活性氧化铝微粉为原料制成镁铝钛系浇注料,研究了纯铝酸钙水泥含量(分别为2%、4%、6%)对镁铝钛系浇注料性能的影响,结果表明(1)水泥结合的镁铝钛浇注料具有较好的常温物理性能和抗水泥熟料侵蚀的性能,本试验条件下水泥加入量以<4%为宜;(2)高温下镁铝钛电熔合成料存在TiO2的脱溶现象,而脱溶可能对浇注料的理化性能产生影响;(3)在水泥结合镁铝钛系浇注料中加入SiC,对于抑制浇注料收缩是有益的。     

四种电熔镁砂颗粒对镁碳砖性能的影响

为了探究不同电熔镁砂颗粒对镁碳砖性能的影响，以粒度均为6～3、3～1、1～0.074、≤0.074 mm的97电熔镁砂、97.5电熔镁砂、97.5二钙电熔镁砂、97.5大结晶电熔镁砂4种镁砂为骨料，粒度≤0.074 mm的97.5大结晶电熔镁砂粉料为基质，酚醛树脂为结合剂，-196石墨为碳源，制备了4种镁碳砖试样。按照国标检测了4种镁碳砖试样的体积密度、显气孔率、常温耐压强度、高温抗折强度、抗渣性、抗氧化性以及试样的物相组成和显微结构。结果表明：1)方镁石晶粒大小、高温液相含量、高熔点相是影响镁碳砖试样性能的三大因素。2)方镁石晶粒越大，镁碳砖试样各种使用性能越好。3)高温液相含量是降低镁碳砖试样高温使用性能的主要因素之一。4)高熔点相会增大镁碳砖试样的显气孔率，降低其常温耐压强度和高温抗折强度，对抗氧化性和抗渣性影响明显。     

基质组成对铝镁质浇注料性能的影响

研究了电熔刚玉、电熔镁砂、镁铝尖晶石等细粉的配比变化对铝镁质浇注料性能的影响。结果表明 ,基质中同时引入一定量的刚玉、镁砂及合成镁铝尖晶石 ,有利于提高浇注料的综合性能 ;当基质中MgO与Al2 O3之比处于尖晶石理论组成附近时 ,材料的综合性能表现较好 ;由镁砂和刚玉粉反应生成的原位尖晶石 ,比加入的预合成尖晶石对提高浇注料性能更能产生积极的影响 ,但原位尖晶石的生成量过大时会导致材料的综合性能下降。     

中国镁砂在国际市场地位日趋显赫

英刊（工业矿物）杂志报道了近年来镁砂国际市场的概况，综述如下：电格镁砂市场看好电熔镁砂以其体积密度更高（＞3．syc旷），晶粒尺寸更大（＞1000Pm），可显著提高镁炭砖的耐用性，比烧结镁砂更耐熔渣和钢水的侵蚀和冲蚀等特点，成为市场的竞争热点。另一个值得注意的是，在骨料中增加租颗粒电熔镁砂，因砖表面凸出的镁砂颗粒非常有利于溅渣深夜时渣的粘附，因而可显著降低护村的烛损速率。最近几年，在其他碱性耐火材料中使用电熔镁砂的比例也已显著增加，这主要是价格的优势所决定的，也与中国电熔镁砂打入国际市场有关。中国的形响…     

XRD分析菱镁石矿煅烧制备的镁砂中杂质组成

采用X射线衍射技术(XRD)对菱镁原矿和镁砂产品进行了物相组成分析,菱镁石原矿粉中主相ω( MgCO3)达到96％,杂质主要是CaCO3和SiO2；轻烧镁砂中的MgCO3大部分已经分解为MgO,但还有质量分数32％的MgCO3未分解,并在低温煅烧的情况下生成了微量的新相CaMg(CO3)2和Mg(OH)2；重烧镁砂中的...     

Metal-organic Surfactants as Sintering Aids for Silicon Nitride in an Aqueous Medium

Interaction between two commercial silicon nitride powders and various metal-organic surfactants was investigated in an aqueous medium to obtain a homogeneous distribution of sintering aid. Conditions under which the silicon nitride particles could be coated with metal oxide sintering aids were identified. Acoustophoresis, XPS, TEM, and FTIR were used to characterize the interaction between the metalorganic and the silicon nitride powder. From these data, the mechanism of attachment of the coatings was proposed. The surface area and surface chemistry of the powder, the pH of the solution, the structure of the surfactant, and the surface charge behavior of the powder and the coating were found to be the crucial parameters. The control of these parameters offered a simple and reproducible method to homogeneously distribute various metal oxides. Multicomponent coatings were also possible. The coated powders containing 0.5–4 wt% sintering aid could be compacted to 72% green density.     

氧化锆对低品位菱镁矿制备镁橄榄石的影响

以低品位菱镁矿与天然硅石为原料,以氧化锆为添加剂,通过固相反应烧结制备镁橄榄石。研究讨论了氧化锆对镁橄榄石材料相组成、晶胞参数、微观结构及常温性能的影响。用X射线衍射（XRD）和扫描电镜（SEM）对烧后试样的相组成和显微结构进行研究。利用X′ Pert plus软件对试样中镁橄榄石相的晶胞参数进行计算。结果表明：加入适量氧化锆可以促进低品位菱镁矿轻烧氧化镁粉与天然硅石通过固相反应烧结合成制备镁橄榄石。锆离子的置换作用导致镁橄榄石相的晶胞参数和晶胞体积减小。氧化锆加入质量分数为1.2%时,镁橄榄石综合性能最好,其密度为1.87 g/cm³,显气孔率为35.1%,吸水率为18.7 %,常温耐压强度为17.9 MPa。     

不同铝源对LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2材料的包覆改性研究

分别以纳米氧化铝、氢氧化铝及异丙醇铝为原料,采用液相浸渍法对LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2材料进行氧化铝包覆,考察不同包覆源在LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2材料表面进行氧化铝包覆后对材料电化学性能的影响。SEM及XRD结果显示,产物为层状α-NaFeO2结构,氧化铝均匀包覆在LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2材料表面。充放电性能测试结果表明,在3种铝源中,以异丙醇铝为包覆源的材料性能最佳：在3.0~4.6 V的电压下,0.1 C倍率下首次放电比容量为196.1 mA·h/g, 1 C下循环50周后容量保持率为95.6%。     

Synthesis and characterization of high-purity aluminum nitride nanopowder by RF induction thermal plasma

High-purity aluminum nitride nanopowder was synthesized using the RF induction thermal plasma technique. The nitrogen gas flow rate, plasma power and reactor pressure were controlled to increase the conversion rate of Al powder to AlN nanoparticles. The compositions of the obtained powders were investigated through XRD and EDS analysis. The synthesized aluminum nitride nanoparticles included polygonal and rod-shaped nanoparticles and ultra-fine particles below 10 nm. The particle sizes generally ranged from 20–60 nm in TEM analysis. The specific surface area, band structure and impurities of aluminum nitride nanoparticles were also evaluated by BET, FTIR and ICP-OES analysis.     

ELECTRICALLY FUSED MAGNESIA *

Electrically fused magnesia has gradually won a place in the special refractories group, owing to its physical superiority over the ordinary grades of dead-burned magnesite. The history of its development dates from the world-war period, when considerable interest was aroused in the sources of supply of magnesite in this country. The economic advantages depend largely on the European situation and the prevailing price for the fused material, but the practical advantages of using a totally shrunk, well-crystallized material are obvious. The crystalline material obtained from various grades of raw material differs somewhat in its physical characteristics, and there is a decided difference in the physical properties between dead-burned magnesite and electrically fused magnesia.     

低品位菱镁矿与硅石制备镁橄榄石的研究

以低品位菱镁矿与天然硅石为原料制备镁橄榄石材料。研究了低品位菱镁矿轻烧氧化镁粉引入量对制备的镁橄榄石材料中镁橄榄石的晶胞常数、微观结构及常温性能的影响。用X射线衍射（XRD）和扫描电镜（SEM）对试样的相组成和显微结构进行了研究。利用X′ pert plus软件对试样中镁橄榄石相的晶胞常数进行分析。结构与性能分析结果表明：低品位菱镁矿中氧化镁与天然硅石中二氧化硅在高温条件下通过固相反应可以制备出以镁橄榄石为主晶相的镁橄榄石材料。随着低品位菱镁矿轻烧氧化镁粉引入量的增加,镁橄榄石材料中镁橄榄石相的晶胞常数和晶胞体积有增加趋势。同时,随着方镁石相在镁橄榄石材料中的脱溶作用,镁橄榄石材料的体积密度和强度逐渐降低,显气孔率和吸水率逐渐增加。     

High strength silica-based ceramics material for investment casting applications: Effects of adding nanosized alumina coatings

A nanosized alumina coating was synthesized on the surface of fused silica particles by electrostatic attraction. The effects of the coated fused silica particles on the cristobalite crystallization behavior, microstructure evolution, and flexural strength of silica-based ceramic cores were investigated. X-ray diffraction (XRD) was used to characterize phase transformations in the specimens, and the results indicated that the formed nanosized alumina coatings could retard cristobalite formation by inducing compressive stress on the fused silica particle surface. A mullite phase was also found due to the reaction of the nanosized alumina coating and the surface of the fused silica when the sintering temperature was increased to 1300 °C. Analysis using scanning electron microscopy equipped with energy dispersive spectrometry (SEM/EDS) suggested that alumina nanoparticles in the coated layer dispersed into a liquid phase and formed a barrier layer to impede the movement of the liquid phase, preventing the pore-filling process and increasing the open porosity of the ceramic specimens. Flexural strengths at room temperature were tested, indicating that increases in the sintering temperature of the specimens without coated fused silica powders had little effect on flexural strength. However, the flexural strength of the specimens with coated fused silica powders increased with increases in sintering temperature. The improvement in flexural strength was related to the reinforcement by sintering necks between particles and the improvement in the strength of the coated fused silica powder.     

中国耐火原料的新近发展

介绍了过去几年中国几种主要耐火原料,如矾土基原料(包括电熔刚玉、尖晶石、莫来石)、镁质原料(包括大结晶98电熔镁砂、高铁高钙镁砂、电熔或烧结镁铬砂)和非氧化物材料(包括氮化硅铁、氮化硅)的最新发展,同时讨论了非氧化物结合的新型材料在未来几年的发展趋势.     

稻壳SiO_2/聚氨酯纳米复合材料的制备及性能研究

将酸处理后稻壳在600℃焚烧,得到比表面积为212 m2/g,纯度99.3%的稻壳SiO2纳米凝聚体,用偶联剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)改性后,SiO2纳米凝聚体在溶液中以纳米状态分散,大部分粒子尺寸约30~50 nm。将其与聚氨酯(PU)复合,探讨了不同SiO2含量复合材料的力学性能、热分解性能以及吸水性。研究结果表明:与纯PU相比,稻壳SiO2/PU纳米复合材料的力学性能有不同程度的提高,其耐热性能和耐水性明显增强。