高温体系Al2O3-TiC-TiN基金属陶瓷的制备和性能

采用常压下氮气保护的方法制备了Al2O3-TiC-TiN基金属陶瓷,测量了其物理性能和显微结构,研究发现在一定范围内,当TiC含量增加时,材料的硬度升高;当TiN含量增加时,材料的断裂韧性升高.分析认为这是TiC的硬度高、TiN的韧性好引起的.根据材料的显微结构,分析烧结中的结构变化,确定最佳烧结温度为1 700℃左右.     

Ti(C,N)-NiCr金属陶瓷的高温氧化行为研究

通过增重法研究了Ti(C,N)-NiCr金属陶瓷在空气中1000℃和1200℃下的氧化行为.结果表明,氧化速率随温度升高、气孔率增大而增大;氧化层的主要成分为TiO2.最后提出了一些提高材料抗氧化性的方法.     

还原炉用Sialon／SiC和Si3N4／SiC材料在H2O—H2-N2气氛中的抗侵蚀行为

研究铁精粉还原炉中的SiMon／SiC和Si3N4/SiC内衬材料在1223K、1323K、1423K温度下和H2O-H2-N2气氛中氧化100h前后的质量变化及反应前后的显气孔率、体积密度、XRD衍射分析和SEM分析。结果表明：制品在H2O-H2-N2气氛中主要是受H20（g）的氧化而被破坏的,同时发现Sialon／SiC制品比Si,NdSiC制品的抗H20氧化能力好,其中抗氧化性大小关系是Sialon／SiC〉Sialon／SiC（Z=3）〉Sialon／SiC（Z=2）〉Si,N4/SiC。     

碳热还原法制备硼化钛热力学分析

通过热力学计算和分析。绘制了Ti-B—C-O系中各物相稳定存在区域图（优势区相图）．研究发现在碳热还原氧化铁和氧化硼的过程中,氧化铁的还原过程是分步进行的．中间没有金属钛的生成;碳热还原制备硼化铁的主要影响因素是温度和CO分压,在真空条件下．采用较高的合成温度和较低的CO分压利于得到高纯的硼化铁。     

TiO2-B2O3-C系统反应热力学初步探讨

采用物质吉布斯自由能函数法,对TiO2-B2O3-C系进行了热力学分析.热力学计算结果表明:在采用碳热还原法还原TiO2时, TiO2是按照以下顺序依次被还原:TiO2→Ti4O7→Ti3O5→Ti2O3→TiO→Ti;采用碳热还原法合成TiB2的反应模型为:随着温度逐渐升高,TinO2n-1(n=2～4)被还原为TiO,B2O3被碳还原生成单质B和B4C,随后TiO与B或B4C 进一步反应生成TiB2;采用碳热还原法合成 TiB2时,硼源的选择对于合成温度的高低有直接影响,而采用B2O3作为合成TiB2的硼源,其原料来源充足,合成温度适中,适用于采用此法进行大规模工业生产;为降低反应温度,提高反应的转化率,缩短反应进程,应采用抽真空或在稀有气体气氛下进行,增大稀有气体流速,定时对炉内抽真空换气,以降低炉内CO分压PCO的工艺措施.     

铝铬砖和镁铬砖抗艾萨炉炉渣蚀损的模拟研究

采用回转抗渣法模拟研究了试验温度、保温时间和熔渣加入量等因素对铝铬砖和镁铬砖抗艾萨炉炉渣侵蚀能力的影响。用SEM、EDAX及XRD等方法,对抗渣试样的显微结构和矿物组成进行了分析研究。结果表明:随着侵蚀温度的升高、保温时间的延长及炉渣加入量的增加,铝铬砖和镁铬砖的侵蚀面积增大;熔渣渗入铝铬砖后,形成铁铝尖晶石和铁铬尖晶石保护层,阻止了熔渣的侵蚀;三种耐火材料抗艾萨炉炉渣侵蚀能力由强到弱为:铝铬砖>电熔再结合镁铬砖>直接结合镁铬砖。     

火焰喷雾热解法制备纳米晶镁铝尖晶石粉

以硝酸镁和硝酸铝(均为分析纯)混合物(其中Mg与Al的摩尔比为1∶2)为溶质,不同体积比的蒸馏水和乙醇为溶剂(其体积比分别为3∶2,1∶1,2∶3),制备成Mg2 浓度分别为0.1 mol.L-1、0.3 mol.L-1和0.5 mol.L-1的前驱物溶液,置于密闭容器内,分别在不同的容器压力(0.1 MPa,0.2 MPa,0.3 MPa,0.4 MPa)下用火焰喷雾热解法合成纳米晶镁铝尖晶石,借助XRD、SEM和激光粒度分析仪研究了乙醇和水的体积比、溶液浓度和容器压力对合成镁铝尖晶石粉的产量和形貌的影响。研究结果表明:合成粉末的颗粒尺寸和晶粒尺寸都随乙醇和水比值的减小而增加,其晶粒尺寸随前驱物溶液浓度的增加先减小后增大,随容器压力的变化很小,但随着压力的增加,合成粉末的团聚体增多、增大,产量明显增大。综合考虑认为,本试验的最佳合成条件是前驱物溶液中Mg2 浓度0.3 mol.L-1,乙醇和水的体积比3∶2,容器压力0.3 MPa,此时得到的合成尖晶石粉末几乎都为球形,但粒度分布范围较宽。     

Al2O3-Cr2O3材料与ISA炉熔渣的相互作用

采用动态抗渣方法进行了ISA炉熔渣对铝铬尖晶石耐火材料的侵蚀实验,并借助XRD、SEM、EDAX和化学分析等手段对熔渣与耐火材料的相互作用进行了研究,结果表明:艾萨熔炼炉熔渣渗入铝铬耐火材料中形成连续固溶体和高熔点的复合尖晶石;在SO2气氛下,在铝铬耐火材料表面形成尖晶石结构的自形晶磁铁矿保护层,均有利于铝铬耐火材料抗ISA炉熔渣的侵蚀.     

红柱石粒度对氧化铝纤维增强红柱石基复合材料烧结性能的影响

以南非红柱石和多晶氧化铝纤维为原料,在纤维加入量(w)分别为5%、10%、15%和20%,烧成温度分别为1350℃和1500℃的条件下,研究了红柱石原料粒度为0.2～101.5μm和0.1～34.7μm时对传统无压烧结工艺制备的氧化铝纤维增强红柱石基复合材料烧结性能的影响。结果表明:随着红柱石粒度的减小,基体材料的莫来石化温度和烧结温度明显降低,但纤维团聚现象加剧;由于纤维与基体界面结合力较强,纤维的增强作用以纤维的脱粘和断裂为主;在材料烧结后,红柱石粒度的变化对其常温耐压强度影响不大。     

红柱石基材料中添加SiC细粉的作用

在以高纯红柱石和活性Al2O3细粉为主要原料的试样中,分别加入0、3%、6%、9%和12%的SiC细粉(粒度<0.088mm),试样经1600℃3h烧成后,用XRD、SEM等方法分析试样的相组成和显微结构,并检测试样的体积密度、显气孔率、抗折强度、烧成线膨胀率、抗热震性及蠕变率等,研究了添加SiC细粉对高纯度红柱石基材料的矿物组成、显微结构、烧结状况以及抗热震性与抗蠕变性的影响。结果表明:适量SiC细粉的加入能提高材料中的莫来石含量,促进基质中莫来石晶体的生长,改善材料的组织结构并促进材料的烧结,改善其抗热震性和抗蠕变性;SiC细粉在高纯红柱石基材料中的加入量以6%~9%为宜。