热压烧结AlN-SiC复相陶瓷的致密化

研究热压烧结AlN-SiC复相陶瓷的致密化行为,探讨SiC含量及热压温度、保温时间等工艺参数对复相陶瓷致密化的影响.结果表明,当SiC含量不超过70%时,在1900℃,保温1h,压力为30MPa,氮气气氛下可以制备出致密的AlN-SiC复相陶瓷,相对密度达到了99%以上.     

钛粉烧结工艺参数控制研究

为得到适宜的钛粉烧结工艺参数,从而制备出全致密高性能的钛粉末冶金件,研究了烧结温度、保温时间和升温速率对烧结坯收缩率和相对密度的影响。结果表明:烧结试样的收缩率及相对密度随烧结温度、保温时间升高而增大,随升温速率减小而增大。提高烧结温度可以降低烧结坯孔隙率、减少残余孔隙尺寸,但可能导致材料力学性能下降; 保温时间达到4 h后,孔隙逐步扩散、长大和湮灭,大孔隙消失; 较低升温速率有利于组织内部缺陷消失、内应力释放和气孔消除。综合考虑烧结效率、烧结炉温度极限、烧结组织控制、烧结试样收缩率、烧结试样相对密度和节约能源等因素,选择烧结温度1200 ℃、保温时间4 h、升温速率5 ℃/min。     

铜石墨粉末冶金受电靴材料工艺及微观结构

用粉末冶金方法,将铜、石墨、铬、锡、铅粉末机械混合,制备磁浮轨道交通受电靴滑块所需的铜石墨材料.在300MPa的压力下常温压制成形,之后在氢气保护气氛下分别在880℃×1h和920℃×2h烧结,冷却至室温后,再以300MPa的压力进行复压.结果表明,适当提高材料的烧结温度和烧结时间,可提高材料的力学性能.拉伸断裂以脆性断裂为主,包含着局部的韧性断裂.基体中存在的位错、层错和孪晶有益于材料的力学性能.     

烧结工艺参数对金属注射成形In713C合金力学性能的影响

对采用水气联合雾化制备的In713C高温合金粉末进行注射成形,系统研究了烧结温度及保温时间对合金的密度、硬度及抗拉强度等性能的影响.结果表明:随着烧结温度的提高和烧结时间的延长,试样的密度、硬度及抗拉强度先升高后降低;在烧结温度为1290℃、保温时间3h的最佳烧结条件下,注射成形In713C合金试样的密度为7.82g/cm3、硬度43.6HRC、抗拉强度1056 MPa、屈服强度775 MPa、延伸率7.6%.     

以粉煤灰、赤泥低温烧制贝利特-硫铝酸盐水泥

以粉煤灰、拜耳法赤泥为原料低温烧制贝利特-硫铝酸盐水泥,研究不同烧结温度、保温时间对水泥工作性能、力学性能的影响,借助光学显微镜和XRD分析熟料的矿物形貌、颗粒大小及各矿物相对含量。结果表明:水泥的最佳烧结温度为1300℃,最佳保温时间为60 min。烧结温度过低或保温时间过短时,熟料矿物形成不完全,贝利特相晶粒尺寸较小,气孔率较高;烧结温度过高或保温时间过长时,贝利特相的水化活性因晶粒尺寸增大而降低,少量硫铝酸钙分解,以上均不利于水泥工作性能和力学性能的发挥。     

压制压力对粉末冶金黄铜件性能的影响

以雾化预合金黄铜粉末80Cu-20Zn为原料,研究了当压制压力分别为380,480,580,680及780 MPa时,对粉末冶金黄铜件力学性能及显微组织的影响.实验结果表明:随着压制压力的增大,锌的挥发量降低;材料的密度、硬度及延伸率则随压制压力增大而增大;材料的抗拉强度随压制压力的增大先升高后下降,在压制压力680 MPa时抗拉强度达到最大值.在温度870℃下烧结的合金的延伸率比温度860℃下烧结的明显提高,但脱锌量增加,合金表面较粗糙.在压制压力为680MPa、烧结温度为870℃的条件下,试样的主要力学性能达到了日本工业标准JIS Z2550-2000的要求.     

高能球磨-快速热压烧结工艺制备纳米晶粒WC-Co 硬质合金

采用高能球磨-快速热压烧结工艺制备了纳米晶粒WC-Co 硬质合金块体, 并对合金的物理、力学性能及微观组织进行了分析测试。研究结果表明:高能球磨合成的纳米WC-Co 复合粉末通过快速热压烧结, 可在较低的烧结温度(1 300 ℃), 较短的保温时间(15 min), 较快的升温速率(120 ℃/min), 不太高的压力(35 MPa)下获得高致密的纳米硬质合金块体;通过添加0.8%的VC 和0.2%的Cr₃C₂ 作为晶粒生长抑制剂, 并采用低温、短时、快速、加压烧结的快速热压烧结工艺, 在一定程度上控制了纳米WC 晶粒的快速长大, 制备出了平均晶粒尺寸约为200 nm 且综合性能较高的纳米WC-Co 硬质合金块体。     

热等静压烧结制备Ti/Al3Ti金属间化合物层状复合材料的微观结构和性能

Ti/Al₃Ti金属间化合物层状复合材料因其本身具有高比弹性模量、低密度、高比强度、抗蠕变能力强、抗氧化能力强、耐高温等优异的性质,在航天精密零部件、装甲防弹、现代武器、汽车工业等领域广泛应用。利用热等静压烧结工艺制备了Ti/Al₃Ti金属间化合物层状复合材料,对复合材料的微观结构、显微硬度、压缩性能、拉伸性能进行了探究。结果表明：在保温700℃、压力为150 MPa条件下,烧结得到的复合材料无明显缺陷、界面结合良好;复合材料的硬度值呈周期性变化,Ti层在300 HV左右、Al3Ti层在530—600 HV之间、中心线处在530—540 HV之间;Ti层的引入对复合材料整体韧性有所提升,在静态压缩测试中垂直于叠层方向的平均最大抗压强度为1 185.1 MPa、平行于叠层方向为894.6 MPa,在静态拉伸测试中最大抗拉强度为281.7 MPa。说明,采用热等静压烧结工艺制备的Ti/Al₃Ti金属间化合物层状复合材料具有优异的力学性能。     

超细Ti(C,N)基金属陶瓷的微波烧结工艺研究

采用微波烧结技术制备了超细Ti(C,N)基金属陶瓷材料, 考察了烧结温度和保温时间对超细Ti(C,N)基金属陶瓷材料力学性能的影响, 并利用扫描电镜(SEM)观察了断口形貌和显微组织。结果表明: 金属陶瓷组织存在黑芯-灰壳和白芯-灰壳两种结构, 烧结温度过高, 保温时间过长, 晶粒均明显长大, 导致材料力学性能下降。1 500 ℃下保温30 min, 可获得晶粒细小、组织均匀、性能优异的超细Ti(C,N)基金属陶瓷。     

以煤矸石为原料制备堇青石-莫来石复合材料

以煤矸石、菱镁矿、高岭土为原料,采用原位反应烧结法制备堇青石-莫来石复合材料,研究烧结温度和保温时间对堇青石-莫来石复合材料的物相组成、显微结构、物理性能的影响。结果表明,适当提高烧结温度和延长保温时间,可促进堇青石和莫来石晶体的合成,使试样显气孔率下降,致密度提高,耐压强度增大,但温度过高或保温时间过长不利于堇青石相的生成,使试样体积密度和耐压强度均有所降低。烧结温度为1 350℃,保温时间为2 h时,试样内部堇青石晶体和莫来石晶体发育良好,显气孔率为33.61%,体积密度为1.795 g/cm3,耐压强度为63.12 MPa,性能最优。     

用石英、石灰石和γ-氧化铝合成钙长石的研究

以天然石灰石、石英粉以及γ-氧化铝为原料,分别在1 400℃和1 450℃下进行烧结,成功制备了钙长石耐高温陶瓷试样。借助XRD和SEM分析方法对试样在不同温度下的物相和显微形貌进行了分析,对不同温度下试样的显气孔率、体积密度和抗折强度进行了测试,结果表明:1 450℃下试样显气孔率较低,体积密度及抗折强度较大,形成单一钙长石相。烧结温度对所合成的钙长石的力学性能有重要影响。随着烧结温度的提高,试样的显气孔率降低,体积密度增加,抗折强度从17.66MPa增加到19.52MPa。     

粉末冶金Fe-Cu-C合金的微波烧结研究

研究了粉末冶金铁基机械零件在氩气或氮气保护下1 150～1 220 ℃, 保温5～20 min 工艺条件下微波烧结, 并对微波烧结与传统烧结工艺进行对比分析, 结果表明:铁基粉末冶金生坯在室温状态下具有良好的微波吸收性能, 升温过程稳定可控, 微波烧结比传统烧结速度更快, 时间更短而且达到几乎完全致密而不变形、棱角清晰且无裂纹, 相对密度为96.6%～97.8%, 洛氏硬度HRC40～45, 满足机械零件的性能要求。     

粉煤灰-煤矸石质多孔陶粒的制备研究

以粉煤灰和煤矸石为主要原料,采用添加造孔剂法烧制出粉煤灰多孔陶粒,研究了原料中粉煤灰与煤矸石的配比、烧结温度对多孔陶粒的烧结外观、气孔率、抗压碎强度、晶相组成和微观结构的影响。实验结果表明,随着煤矸石添加量和烧结温度升高,气孔率下降,抗压碎强度增大;当成孔剂添加量30%、粉煤灰与煤矸石质量比46.2∶19.8、烧结温度1 120 ℃、保温时间30 min时,所得多孔陶粒晶相组成稳定,抗压碎强度较高,内部孔隙发达,且多为三维贯通的通孔结构。     

斑岩型铜尾矿制备连通孔陶瓷透水材料的试验研究

以斑岩型铜矿尾矿、高岭土、玻璃粉为主要原料,制备连通孔陶瓷透水材料。研究了骨料配比、结合料用量、成型压力和烧成制度对连通孔陶瓷透水材料抗折强度和透水系数的影响。当m(铜尾矿):m(高岭土):m(玻璃粉)为7:3:2、成型压力为1 MPa、烧成温度为1 150 ℃、保温时间为90 min时,工艺流程最佳。此时,连通孔陶瓷透水材料抗折强度为3.9 MPa,透水系数为2.7×10-2 cm/s,劈裂抗拉强度为3.7 MPa,耐磨性磨坑长度为25.2 mm,抗冻性为D50。      

气流床气化炉辐射废锅内灰渣的力学性能实验研究

气流床气化炉辐射废锅中易发生的积灰结渣现象会导致传热效率和生产能力的降低。灰渣特性中的力学性能反映了渣的黏合强度和脱除难易程度,是认识积灰结渣现象、有效除灰的基础,但针对辐射废锅中灰渣的力学性能研究较少。以某气化炉辐射废锅中不同位置实际渣块(停炉后取样的水冷壁渣和底部渣)和飞灰烧结渣为对象,实验研究了其化学组成、晶体矿物组成、熔融温度、样貌特征以及力学性能等特性。结果表明,辐射废锅水冷壁渣灰熔点更高,并含有更多钙铝晶体矿物;辐射废锅底部渣和飞灰烧结渣灰熔点较低并含有更多方解石晶体,其中飞灰烧结渣富集K和Na元素,非晶态物质较多。水冷壁渣微观结构相对规则,主要由灰颗粒以及微小的泡沫状空穴连接组成;飞灰烧结渣则存在有较多大小不一的空泡,且烧结温度越高导致粘结程度增大,并产生更大体积空泡,微观表面更光滑平整。辐射废锅中不同位置渣的力学性能有较大差异,其中壁面渣的弹性模量在550~750 MPa,抗压强度在20~22 MPa,较废锅底部渣和烧结渣的弹性模量(7~54 MPa)和抗压强度(1.2~3.0 MPa)大很多。底部渣和烧结渣的力学性能较为接近,但仍存在着较大的离散系数(0.35~0.50),这说明气流床气化炉辐射废锅中渣块力学性能变化范围大,与当地成渣温度、成渣细颗粒组分、熔融特性和孔隙率等性质密切相关。     

利用铁尾矿制备多相复合材料的研究

以攀枝花选钛尾矿为主要原料,活性炭为还原剂,采用碳热还原氮化法,实现合成与烧结一体化,烧结制备了Fe₃Si-Ti(C,N)复合多相材料,探索了一条低成本利用尾矿合成复合多相材料的新途径。借助X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和能谱分析（EDS）对烧结体的物相、显微形貌及成分进行了分析,并对样品的力学性能进行了研究。XRD结果表明,产物主晶相为Fe₃Si和Ti(C,N)。通过SEM和EDS可知,生成的Ti(C,N)相富集在Fe₃Si相的周围。样品的体积密度和表面洛氏硬度随着温度的升高而升高。当合成温度为1 500 ℃、保温时间为4 h时,所得的烧结体具有较高的体积密度（ρ=4.331 g/cm³）和表面洛氏硬度（HR15N=85.0）。     

多元固废制备高强烧结透水砖及其性能研究

为充分利用尾矿资源,以多元固废（钒钛铁尾矿、金尾矿、页岩和水库底泥）为原料制备高强烧结透水砖,采用XRF、XRD及SEM研究了原料的物化特性,通过钒钛铁尾矿烧结产品的指标分析了其烧结特性,讨论了钒钛铁尾矿级配及粘结剂配比对透水砖性能的影响,确定了适宜的透水砖制备工艺参数。结果表明：①钒钛铁尾矿主要化学组成为SiO2、CaO、MgO,有利于形成辉石体系,促进结构的致密性,应用于烧结材料较为理想。颗粒表面粗糙,用作透水砖骨料时能够形成骨架结构,并在颗粒间形成一定孔隙,有利于砖体的透水性。②钒钛铁尾矿在不同烧结温度下颜色变化较大,随着烧结温度的升高,颜色由黄色逐渐转变为褐色,线膨胀率持续降低,质量损失率逐渐升高,堆积密度不断增大。③试验确定钒钛铁尾矿的适宜级配为1.18~4.75 mm占20%、0.60~1.18 mm占50%、0.15~0.60 mm占30%,适宜掺量78%;粘结剂的适宜配比为w（金尾矿）∶w（页岩）∶w（水库底泥）=2∶1∶1。④以钒钛铁尾矿为骨料制备透水砖,适宜的成型压力为25 MPa、烧结温度为1 080 °C、保温时间为90 min,此时透水砖抗压强度达到64 MPa,透水系数为0.062 cm/s,保水性为0.62 g/cm2,满足《透水路面砖和透水路面板》（GB/T 25993—2010）和《透水砖》（JCT 945—2005）的要求。     

高炉冶金矿渣特性及其在ZTA陶瓷烧结中的作用

高炉渣是由炼铁高炉产生的一种工业废渣,其中含有CaO、Al₂O₃、SiO₂等硅酸盐成分和少量Fe₂O₃、TiO₂、ZrO₂等析晶形核剂。高炉渣在855℃热处理1 h,可形核析出1 μm左右的Ca₂Al₂SiO₇微晶,这表明高炉渣具有较高的析晶活性。向ZTA中添加质量分数为4%的高炉渣,1 550℃烧结30 min,低温下ZTA陶瓷的力学性能明显提升,抗弯强度和断裂韧性分别为650 MPa和6.03 MPa·m1/2,比相同温度下未添加高炉渣时分别提高了15%和14.2%,烧结温度降低了50℃以上。颗粒细化的高炉渣掺入ZTA陶瓷基体,烧结过程中高炉渣产生的液相促进了Al₂O₃棒晶的生长,受力过程中棒晶的拔出和裂纹的偏转有利于ZTA陶瓷力学性能的提升;高炉渣在高温下的析晶增强了ZTA陶瓷的晶界强度,进一步提高了材料的力学性能。      

焙烧工艺对赤泥陶粒烧成特性及性能的影响

采用烘干炉-预热炉-烧成炉"三炉联用"模拟烧结机生产陶粒的方式,研究不同焙烧温度和烧成时间对赤泥陶粒宏观、微观形貌结构及强度、吸水率、堆积密度等基本物理力学性能的影响.结果表明,预热温度550℃、预热时间15 min条件下,优化焙烧温度为1115℃、烧成时间15 min.制备的赤泥陶粒整体陶质化特征显著,表层呈典型玻化...