六铝酸钙材料的合成及其显微结构研究

分别采用轻质碳酸钙和活性氧化铝 ,或纯铝酸钙水泥和活性氧化铝为初始原料 ,反应烧结合成了六铝酸钙 (CA6)材料 ,研究了原料和成型压力对合成材料的烧结性能和显微结构的影响 ,同时借助于XRD、TG -DSC、SEM和EDAX等测试手段对其反应过程、物相变化和显微结构进行了分析和观察。研究结果表明 :(1) 130 0℃时 ,合成材料的主晶相为刚玉相和CA2 ,并开始有CA6形成 ;温度升至14 0 0℃ ,CA6大量生成 ;15 0 0℃时反应完成 ,产物全部为CA6相。 130 0～ 15 0 0℃时 ,上述反应表现为体积膨胀过程 ,试样的体积密度和径向线收缩率随温度的变化不大 ;而高于 15 0 0℃时 ,试样明显趋向烧结 ,体积密度升高 ,线收缩率加大。采用纯铝酸钙水泥和活性氧化铝合成的试样的体积密度均高于采用轻质CaCO3 和活性氧化铝的 ,尤其在烧成温度高于 15 0 0℃时。坯体的成型压力对这两种合成试样的烧结性能均没有显著影响。 (2 )合成六铝酸钙材料的晶粒形貌与合成工艺有关 ,制备片状晶粒的六铝酸钙材料需满足两个条件 :一是晶核有足够的发育空间 ,二是从晶核生长形成片状结构需足够的物质扩散。采用纯铝酸钙水泥和活性氧化铝为原料的试样 ,其CA6晶核很容易发育成片状晶形 ,且随着坯体成型压力的增加 ,片状CA6有向等轴状发展的趋势 ;采用     

碳包纳米氧化锆粉体的制备及其晶型转变

采用溶剂共混法将氢氧化锆沉淀与液态酚醛树脂混合,制备成树脂-氢氧化锆复合体系,在埋碳气氛经500～1 000℃热处理、研磨,得到碳-氧化锆纳米复合粉体.用热重-差示扫描量热仪、X射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜及高分辨透射电子显微镜对样品进行了表征.结果表明;在复合粉体中,一部分碳进入氧化锆晶格中使高温四方相氧化锆在室温稳定存在;另一部分游离于氧化锆周围的碳起空间位阻作用,有效地抑制了复合粉中氧化锆颗粒在烧结过程中的晶粒长大;在空气中700℃氧化除去复合粉中的碳后,氧化锆的粒径仅为20～50nm,但由氢氧化锆分解形成的氧化锆容易成团聚状态,一次粒径可达50～100 nm.     

不定形耐火材料中减水剂的研究及应用

针对不定形耐火材料中减水剂的重要作用,概述了减水剂的分类,减水剂与不定形耐火材料的作用机理,减水剂在不定形耐火材料中的研究及应用现状,并对其在浇注料中的发展前景进行了展望。     

硅粉粒度和含量对烧成Al2O3-ZrO2-C材料强度与结构的影响

选用4种不同粒度的硅粉,借助于压汞仪、扫描电子显微镜和能谱分析仪等测试手段,研究了硅粉粒度(粒度按A(d50=336.9μm)、B(d50=123.5μm)、C(d50=19.5μm)、D(d50=2.21μm)依次变小)和含量(分别为1%、3%、5%、7%)对埋炭烧成铝锆碳材料的耐压强度、孔径分布和显微结构的影响。结果表明:1)硅粉粒度和含量影响着材料的耐压强度,随着硅粉含量的增加,材料的耐压强度增大;硅粉粒度减小有利于提高强度,但硅粉粒度太细,强度反而大大降低;2)硅粉粒度和含量控制着材料的物相组成和显微结构,随着硅粉粒度减小,碳化硅晶须生成量增加,其长径比降低,逐渐形成良好网络结构,孔径分布范围也由宽变窄,气孔直径大大降低,但硅粉太细,晶须分布反而稀疏,小气孔的比孔容积也呈增加趋势;加入合适粒度和含量的硅粉还有利于氮化物在材料内部的形成。     

钢包预热过程热应力影响因子及预报模型

运用有限元软件ABAQUS建立钢包包衬的线性弹性模型,模拟钢包预热过程包衬的热应力,分析包衬厚度及其材料物理性能对包衬内最大热应力和钢壳表面温度的影响;采用偏最小二乘法建立包衬厚度及材料物理性能与包衬内最大热应力、钢壳表面温度间的预报模型。结果表明,工作衬材料物理性能对包衬最大应力和钢壳表面温度起主要影响作用;较之于无绝热衬,有绝热衬钢包永久衬材料物理性能对钢包热应力和钢壳表面温度的影响作用显著降低。     

β-sialon/Al2O3/CaO系材料烧结性能及反应过程研究

以β-sialon、活性氧化铝微粉和纯铝酸钙水泥为原料，研究了焦炭保护情况下，在1500～1650℃温度范围内，sialon／Al2O3／CaO体系材料的烧结性能和物相变化，借助SEM和XRD等手段对材料的显微结构和反应过程进行了观察和分析。结果表明：该体系材料烧结性能与试样组成和烧成温度有关。温度升高，试样体积密度增加，显气孔率降低，当温度升高至1650℃，试样烧结性能反而下降。试样在烧成过程中存在质量变化，1500℃下烧成试样均表现为质量增加，而1600℃以上试样表现为质量损失。从热力学分析推测烧成过程中试样内部存在复杂化学反应，在温度低于1500℃时sialon与CO反应使碳析出，导致试样质量增加；而温度进一步升高，sialon和Al2O3将被还原形成Al7O9N(s)和SiC(s)，导致试样质量损失。X射线衍射分析显示：烧成材料中除含有刚玉、sialon相外，随烧成温度增加还出现物相变化：1500℃形成钙黄长石相；1600℃时钙黄长石相消失，出现了Ca-α-sialon和SiC；温度升至1650℃，出现γ-AION。     

熔体浸渍技术制备SiCp/AlN复合材料

采用熔体浸渍技术，研究了在高纯氮气氛下Al—Mg—Si合金反应浸渍碳化硅预形体制备SiCp／AlN复合材料．借助XRD，SEM／EDS，EMPA等测试手段检测了产物的物相组成，观察了材料的微观形貌，并对复合材料微区成分进行了分析。结果表明：1200℃下，在氮气气氛中用Al—Mg—Si合金反应浸渍碳化硅形成了SiCp／AlN复合材料。在氮化温度下，Al—Mg—Si合金中的Mg元素极易蒸发，与气氛中的微量氧发生反应，起到深脱氧作用，而Si元素的存在使Al—Si熔体容易浸渍渗透进入SiC预形体中，同时氮化反应生成AIN，形成了以AIN／Si为三维骨架，SiC呈孤岛状结构的SiCp／AlN复合材料。生长前沿氮化铝以胞状方式生长，胞内由呈放射状生长排列的柱状晶氮化铝构成，柱晶之问有大量的通道间隙，Si元素在胞内呈不均匀分布，胞边缘部分的硅含量明显高于胞中心部分，这与柱状氮化铝的生长机理有关。     

高性能的硬质合金单刃铰刀

由于新技术、新材料的不断出现。现在,对孔加工的要求越来越高,但由于常规多齿整体铰刀在结构,材料等方面的原因,其使用范围受到了一定的限制,特别在难加工材料和加工中心机床上更是如此。我厂本着生产需要,用户第一的精神,经过几年试验,已研制成功硬质合金单刃铰刀。它不仅可用于普通钢材和铸铁材料的铰削,同时更适用于高强度钢、耐热钢和淬火钢等难加工材料的精铰。质量稳定、效果良好,因此是一种理想的孔用精加工刀具。硬质合金单刃铰刀的主要特点有:     

塔深1井钻井技术

为探索阿克库勒凸起东缘寒武系建隆性质、储层发育特征及其含油气特性,2006年7月在塔里木盆地钻成了1口特深科学探索井——塔深1井,该井设计井深8000 m,完钻井深8408 m。因井深引发的各种问题大幅度地增加了钻井的风险,施工中通过采用合理的井身结构,应用E-3000型9000 m电动钻机,配合各种钻井技术,并优选钻具组合、钻头、钻井参数,维护处理钻井液性能,规范钻井操作等措施,最终保证了较好的井眼稳定性和井身质量,并在完钻后将各层套管安全下到位完成固井作业,高效安全地完成了钻井任务。该井的顺利完钻和新钻井技术的成功应用也为其他超深井施工提供了宝贵的经验。     

基于有限元的细观力学在耐火材料中的研究现状

耐火材料是一种典型的多相非均质材料,在成型或烧成等工艺过程中不可避免地形成裂纹、气孔等缺陷,理论上提高表面断裂能或降低抗张强度是提高材料抗热震稳定性的有效途径。现有研究表明,耐火材料的抗热震稳定性很大程度上和骨料与基质之间的界面结构相互关联,在细观尺度上对材料界面结构进行设计和裁剪,已成为当前耐火材料研究的一个新趋势。细观力学结合有限元的材料设计方法能直观有效地揭示材料内部细观结构与宏观力学性能之间的关系,在复合材料尤其是混凝土领域的研究已相当深入,可为细观力学在耐火材料中的应用提供思路,促进耐火材料结构与性能一体化的研究发展。