干熄炉斜道区莫来石-红柱石砖的损毁研究

测试并比较了使用4年后干熄炉斜道区莫来石-红柱石过梁砖不同部位(炉腔侧、风道侧和芯部)砖体的体积密度、显气孔率、耐压强度、化学组成,利用XRD和SEM分别分析了其物相组成和显微结构变化,并对其损毁机制进行了探讨。结果表明:1)莫来石-红柱石砖原始强度较低,易遭受炉体结构应力和热应力破坏;2)与砖体芯部相比,炉腔侧和风道侧受环境气氛影响更大,结构更为疏松,强度下降更明显;3)高温下红柱石莫来石化导致的体积膨胀、低熔点相侵入形成的新物相以及弱还原气氛下SiO2的分解破坏了材料的结合体系,造成了材料致密度的降低和强度大幅下降,是除了炉体结构应力、热应力等因素外,导致干熄炉斜道区莫来石-红柱石砖破坏的不可忽略的因素。     

SiO2微粉加入量对β-SiAlON-SiC材料性能的影响

在保证承烧锂电池三元正极材料匣钵用β-SiAlON-SiC材料抗碱性的前提下,以SiC颗粒和细粉、Si粉、Al粉、α-Al₂O₃微粉等为原料,采用高温氮化法制备β-SiAlON-SiC材料,研究了SiO₂微粉加入量(外加质量分数分别为0、1%、2%、3%)对β-SiAlON-SiC材料的显气孔率、体积密度、常温抗折强度、高温抗折强度、物相组成、抗碱性的影响。结果表明：1)在β-SiAlON-SiC材料中添加SiO₂微粉可以降低其显气孔率,显著提高其常温抗折强度和高温抗折强度;2)添加SiO₂微粉不会影响Si粉和Al粉的氮化效果,但会影响Al₂O₃在Si₃N₄中的固溶度和β-SiAlON的生成量;3)SiO₂微粉的最优添加量为1%(w),所得试样的抗碱性明显优于未添加SiO₂微粉试样的。     

碳化硅浇注料在1000℃空气和水蒸气中的高温氧化行为

利用扫描电镜、X射线衍射仪等对碳化硅浇注料在1000℃静态空气和纯水蒸气(参照ASTM C863—2000)中分别保温50、100、150 h的高温氧化行为进行了研究.结果表明:1)纯水蒸气氧化条件下,碳化硅浇注料的质量变化率和体积变化率均明显大于静态空气条件下的.2)和空气相比,水蒸气氧化对碳化硅浇注料的结构破坏更严...     

匣钵材料抗氢氧化锂侵蚀性研究

为寻找抗碱性强且满足三元正极材料烧结使用的匣钵材料,将LiOH·6H₂O分别置于重结晶SiC、β-SiC结合SiC质匣钵材料上,在氧气气氛下经780℃保温20 h进行侵蚀试验,并与市售的堇青石-莫来石质匣钵材料做对比,采用SEM及XRD分析了3种材料的显微结构与物相组成。结果表明：1)β-SiC结合SiC材料经侵蚀后表面生成了一层厚度为4.2 mm的反应层;重结晶SiC材料表面没有明显的反应层;堇青石-莫来石材料表面变得凹凸不平,表面以下生成深度约1.8 mm的反应层。2)匣钵材料的致密性会显著影响Li₂O的渗透深度;β-SiC结合SiC材料较为致密,Li₂O渗透深度浅,反应所伴随的体积膨胀效应严重改变了材料的表面结构。3)重结晶SiC材料显气孔率及孔径均大于β-SiC结合SiC材料的,Li₂O更容易渗透进入重结晶SiC材料内部,在内部孔隙中生成Li₂SiO₃,但重结晶SiC材料的整体结构未受到明显影响。     

石墨粒度对赛隆-石墨复相材料相组成和显微结构的影响

以氮化铝粉(w(AlN)=99%)、硅粉(w(Si)=99%)、活性氧化铝微粉(w(Al2O3>)=99%)和鳞片石墨为主要原料,在流动N2气氛下分别于1 480和1 550℃制备赛隆-石墨复相材料.研究了石墨粒度(300、125、45 μm)和烧成温度(1 480、1 550℃)对β-SiAlON合成率的影响,同时借助XRD、SEM等手段分析和观察了材料的物相变化和断口形貌.结果表明,在1 480和1 550 ℃下,石墨均阻碍了β-SiAlON的合成:在1 480℃,石墨阻碍了α-Si3N4向β-Si3N4转化,并且石墨粒度越小,阻碍作用越显著;在1 550℃,碳热还原反应加剧,石墨对15R-SiAlON的生成更有利,并且石墨粒度越小,生成15R-SiAlON的趋势越大.     

B4C对Si3N4/Si2N2O结合SiC材料抗热震性能的影响

首先以Si粉、SiO₂微粉为原料,先在700℃空气气氛处理,然后在1 400℃氮气气氛下合成Si₂N₂O,研究了B₄C添加量(外加质量分数分别为0、1.0%、2.0%、3.0%、4.0%)对Si₂N₂O合成效果的影响。然后根据B₄C最优加入量,先在700℃空气气氛保温5 h,然后在1 400℃氮气气氛保温5 h制备了Si₃N₄/Si₂N₂O结合SiC试样。采用1 300℃风冷5次后试样的抗折强度保持率评价其抗热震性,分析了热震前后试样的物相组成和显微结构。结果表明：1)合成Si₂N₂O的B₄C最优添加量为3%(w);在700℃空气处理时,B₄C优先和气氛中O₂反应生成液相B₂O₃,为1 400℃氮...     

原料种类对氮化物结合碳化硅砖用泥浆性能的影响

以碳化硅、氮化硅和氮化硅结合碳化硅废砖为主要原料,以树脂为结合剂,对比研究了原料种类对氮化物结合碳化硅砖用泥浆性能的影响.结果表明:以合成原料制作的泥浆的锥入度随时间延长衰减较小,以废砖粉为原料的泥浆的锥入度随时间延长大幅衰减,且不稳定;三组泥浆180℃烘干试样的抗折粘结强度接近,约为22 MPa.但经中高温热处理后的...     

烧成制度对合成β-SiAlON-15R复相材料的影响

以硅粉、金属铝粉、氧化铝微粉为主要原料,在氮气气氛中分别于1 500、1 550和1 600℃合成β-SiAlON(Z=2.5)和15R(Z=3)含量各为50%(w)的β-SiAlON-15R复相材料。利用TG-DSC和XRD研究了烧成制度对合成β-SiAlON-15R复相材料的影响。结果表明:(1)在500~550℃缓慢升温,850、1 080和1 300℃保温,有利于铝和硅氮化形成足够的氮化铝和氮化硅网络,抑制金属熔体的析出。(2)随着烧成温度的升高,合成材料中β-SiAlON相含量降低,15R相含量增加,残余Al2O3减少。