硅–铝溶胶作为耐火浇注料胶结剂的研究现状与展望EI北大核心CSCD

对比介绍了几种浇注料结合系统、铝酸钙水泥作为浇注料结合剂的优缺点以及溶胶结合剂替代铝酸钙水泥的趋势。对硅溶胶和铝溶胶的硬化机理进行了着重分析,硅溶胶的胶凝化与硅氧烷的形成密切相关,可通过改变pH值、添加硬化剂、干燥、冰冻等方式实现硅溶胶胶凝化,而铝溶胶的胶凝化主要通过改变pH值、改变离子强度、改变温度来实现。同时介绍了显著影响浇注料施工性能的分散剂的分散机理和研究现状,突出了硅溶胶结合浇注料中分散剂的作用特点,在偏碱性浇注料中硅溶胶颗粒表面会带有强烈的负电荷,为提高分散剂在硅溶胶颗粒表面的吸附量,可以选择具有较高pK_a官能团的分散剂。评述了溶胶结合剂在浇注料中应用的优势,主要体现在可以更快更安全的干燥、具有更高的烧结性、体积稳定性好、中温强度高、高温机械性能更好等优点。最后预期了溶胶作为浇注料结合剂其未来的研究重点。     

α-Al2O3微粉加入量对刚玉干式捣打料性能的影响

为了提高感应炉用刚玉炉衬的服役寿命,以棕刚玉、电熔镁砂、α-Al2O3微粉为原料制备了刚玉干式捣打料,并研究了α-Al2O3微粉加入量(其质量分数为0、1%、2%和3%)对刚玉干式捣打料性能的影响。研究结果表明:经1 600℃热处理后,随着α-Al2O3微粉的增多,刚玉干式捣打料的加热永久线变化呈先减小后增大趋势,体积密度增大,显气孔率相应减小,耐压强度先减小再增大;α-Al2O3微粉加入量为2%(w)时试样的加热永久线变化相对较小,耐压强度减小到22.8 MPa。XRD和SEM分析表明:经1 600℃3 h烧后捣打料中的α-Al2O3微粉反应生成了粒状镁铝尖晶石,晶粒尺寸较小,且分布均匀,有助于捣打料致密度的提高。     

气孔结构参数对刚玉质浇注料热导率的影响

本文以铝酸钙水泥(Secar 71)结合刚玉质浇注料为研究对象,通过调整粒度级配(临界粒度为0.088mm和1mm)、热处理温度(分别为1500℃和1600℃)和添加糊精(分别为0、0.5％、1％和1.5％)等方法来改变浇注料试样的气孔结构参数,从而研究其对试样热导率的影响.研究结果表明:试样的显气孔率和气孔中位径均随着热处理温度的升高或糊精含量的增加而增大;当试样的临界粒度增加(0.088mm到1mm)时,因坯体密度提高,烧结更为显著,致使试样的显气孔率变小,气孔中位径增大;试样的常温热导率随显气孔率及气孔中位径的增大而减小,且此变化规律不受临界粒度的影响,临界粒度变化只改变热导率的大小,而并不会改变热导率的变化规律.     

多层复合吸波材料的制备及其吸波性能

根据电磁波传播规律, 设计了具有阻抗渐变结构的三层平板吸波体. 面层由二氧化钛材料组成, 易于实现与空气波阻抗匹配, 且起到一保护屏作用; 底层为强磁损耗体, 由铁、钴等原料, 经球磨而制得的磁性微粉, 形成对电磁波强大的损耗;中间层为过渡层, 构成从面层、中间层、底层的阻抗渐变结构. 采用磁性微粉与碳纤维按一定比例混合, 因而还具有一定的电磁损耗能力. 实验结果表明, 三层吸波体反射率在--8dB以下((8～18)GHz), 拉伸强度10.8MPa, 剥离强度75.2 N/cm, 满足一定的工程应用.     

电磁场对形成MgO-C质耐火材料MgO致密层的影响

采用碳含量为6%（质量分数）的MgO–C质耐火材料和CaO与SiO2质量比为0.87的钢渣,分别在中频感应炉和电阻炉中氩气气氛下进行抗渣侵蚀实验,利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和能谱仪对抗渣样品渣线界面层进行分析。结果表明：在电磁场环境中,MgO–C质耐火材料界面层没有发生Mg（g）氧化反应,因此未形成MgO致密层;...     

“材料物理性能”课程的教学改革探讨

"材料物理性能"是材料学专业的专业基础课,针对以前偏重于行业的课程设计,从培养模式、教材、课程内容及教学方法、国际化教学等方面进行了改革,使学生树立了大材料学科思想,扩大了学生的知识面和专业技能,促进了学生的多元化就业,取得了良好效果。     

基于图像分析技术的多孔隔热耐火材料气孔孔径分布特征

根据 Sierpinski 地毯模型和分形几何的基本概念,推导了多孔隔热耐火材料中孔径分布的分形模型,借助于该模型并结合图像分析技术研究了漂珠多孔隔热耐火材料气孔孔径分布的分形特征,并分析了不同气孔孔径区间与热导率的相关性。结果表明：漂珠多孔隔热耐火材料中气孔孔径分布的均匀程度可用孔径分布分形维数的大小定量表征,分形维数越大,气孔孔径分布越不均匀,反之亦然。研究发现,漂珠多孔隔热耐火材料气孔孔径分布具有双重分形特征,并可由以下 2 个参数确定：大孔区间的分形维数（1.7～1.9）和小孔区间的分形维数（1.9～2.0）。不同孔径区间与热导率的灰色关联分析表明,孔径〈150μm 范围内的气孔与热导率的关联度最大。     

橡胶片型吸波材料硫化特性研究

作为橡胶片型吸波材料,在满足高吸收率的同时,良好力学性能也是重要的技术指标.实验表明,硫化引起橡胶物理化学性质发生变化和吸波体致密度的提高,从而影响电磁参量和吸收率.适当石墨添加导致吸波体拉伸强度和硬度提高,以及石墨在吸波体中形成导电性网络,使吸收率有所增加.硫化时间、硫化剂含量以及硫化温度等因素影响着吸波材料的力学性能.实验得到的样品,在X波段拉伸强度10MPa以上,反射率＜-8dB,以及良好的柔韧性,满足一定的工程应用.     

电磁场对低碳MgO-C耐火材料渣蚀性能的影响研究

采用碳含量为6％的低碳MgO-C耐火材料和CaO/SiO2为0.8的渣,分别在中频感应炉和电阻炉中进行渣蚀实验.对在不同环境下渣蚀后的试样进行X射线衍射( x-ray diffraction,XRD)、扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)和EDAX分析.结果表明,感应炉环境中存在电磁场,其渣蚀试样渗透层中高温相结构紧密,在界面处形成镁铁固溶体( Mg1-x FexO)和镁锰固溶体(Mg1x MnxO),低熔相主要为含少量铁锰氧化物的钙镁橄榄石[Ca Mg( Fe、Mn)SiO4].电阻炉中无电磁场,渣蚀试样界面没有固溶体形成,低熔相主要为硅酸钙(CaSiOa)、镁蔷薇辉石(Ca3MgSi2O8)和钙镁橄榄石(CaMgSiO4).在高温下,电磁场的存在提高了Fe2+/3+,Mn2的扩散系数,以及与镁砂中Mg2的置换能力,有助于形成镁铁固溶体和镁锰固溶体.无论有无电磁场作用,渗透层都有镁铝尖晶石( MgAl2O4)生成.电磁场环境加剧了熔渣对MgO-C耐火材料的侵蚀.     

Zr对聚合物衍生硅硼碳氮陶瓷显微结构和电磁波吸收性能的影响

聚合物衍生Si BCN陶瓷具有良好的分子结构可设计性与高温抗氧化性,是一种极具发展前景的高温电磁波吸收材料。本工作通过向聚硼硅氮烷（PBSZ）中添加锆,制备出了具有多种电介质晶体和非均匀相界面的SiZrBCN复合陶瓷。结果表明,当热处理温度为1 600℃时,陶瓷内部原位生成大量Zr₂CN、Si C、Si₃N₄和石墨碳等晶体。电介质中偶极子转向极化与界面极化协同作用增强了材料对电磁波的吸收能力,使Zr添加量为5%（质量分数）的SiZrBCN陶瓷具有最优异的电磁波吸收性能,当厚度为2.5 mm时陶瓷的最小反射损耗在7.8 GHz达到–21.8 dB。本工作为调控SiZrBCN陶瓷显微结构并增强其电磁波吸收性能提供了新的途径。