不同气氛下合成的SiAlON结合刚玉或碳化硅材料的研究

以刚玉细粉、碳化硅细粉、氮化硅细粉、α-Al2O3,微粉和金属Al粉为主要原料,聚乙烯醇为结合剂,经球磨、混练、困料和成型后,分别在空气裸烧(氧化气氛)、埋石墨粉(还原气氛)、埋石墨+碳化硅混合粉(还原气氛)3种气氛下进行1 600℃6 h热处理制备了SiAlON结合刚玉或碳化硅复合耐火材料,并研究了刚玉或碳化硅粉加入量(7.5%～90%,质量分数)和烧成气氛对SiAlON相的生成量、晶体形貌以及耐火制品的相组成、显微结构和性能的影响.结果表明:(1)随着刚玉粉含量的增加,3种气氛下烧后的SiAlON结合刚玉材料的致密度均增大,烧结性能增强;但氧化气氛下烧结性能好于还原气氛下的.(2)2种还原气氛下烧成的Si A10N结合刚玉试样的相组成均为刚玉、SiAlON和SiC;而在氧化气氛下烧成的试样出现了分层现象,其非氧化层主要为SiAlON、刚玉和少量的莫来石.(3)不同气氛下烧成的SiAlON结合刚玉材料中均有柱状或纤维状的SiAlON生成,但氧化气氛下的SiAlON柱状物比还原气氛下的要粗壮、完整得多,且成群生长.(4)随着SiC粉含量的增加,SiAlON结合碳化硅材料在2种还原气氛下烧后的致密度降低,烧结性能下降;而在氧化气氛下烧后严重氧化,形成了较厚的釉层.     

SUS430合金La0.75Sr0.25MnO3涂层烧成气氛研究

采用溶胶-凝胶法分别在空气和N2气气氛中不同烧成时间下制备了均匀致密度的SUS430合金LSM涂层.观察了不同气氛下烧结3h的涂层样品的SEM表面形貌;采用四点法测量了不同气氛和不同烧成时间下制备的各涂层样品的ASR值,测量分析了各涂层样品在800℃下空气中热处理120h过程中的氧化增重量变化.结果表明,N2气气氛下烧成的涂层比空气气氛下烧结的涂层烧结程度更好、ASR值更低,并具有更好的抗氧化保护作用;空气气氛下烧成时间对涂层的烧结程度、导电性能和抗氧化性能影响显著,N2气气氛下烧成时间对涂层的烧结程度、导电性能和抗氧化性能影响不大.     

Ti_2SC陶瓷粉体的制备及其机理研究

以TiS_2、Ti、C为原料,利用无压烧结方法制备Ti_2SC陶瓷粉体。研究了组成和烧结温度对试样物相组成的影响。利用XRD、SEM、差热分析和热力学分析方法对样品的物相和反应路径进行表征分析。结果表明:当原始组分中S过量10at%时,样品主相为TiS,只有少量目标相Ti_2SC存在。随着S过量的增加,目标相含量随之增加,但C含量减少。当S过量30at%时,样品中主相为Ti_2SC,只有微量的C,TiC和TiS存在。当原料比为1.15TiS_2/2.85Ti/2C时,烧成温度为1 600℃,氩气气氛下合成了纯度较高的Ti_2SC陶瓷粉体,其晶粒尺寸为5~10μm。在TiS_2-Ti-C体系中,由TiS和TiC反应生成目标相Ti_2SC。     

污泥深度脱水调理剂对污泥干化过程中含硫气体释放的影响

采用5种复合调理剂改善污泥脱水性能,制得深度脱水泥饼。通过检测N2气氛下,不同干化温度(100℃、200℃),停留时间(30 min、60 min)时,不同调理脱水污泥含水率的变化情况,以及含硫气体的种类和释放量,探讨不同调理剂对干化过程中含硫气体释放特性的影响。结果表明,提高温度、延长时间都可以有效降低污泥的含水率;原污泥干化过程释放的主要含硫气体为H2S和SO2,其总量占含硫气体的82.4%;FeCl3+CaO和H2SO4+FeSO4+H2O2+CaO复合调理剂调理脱水泥饼在干化过程中SO2释放量占原污泥释放量的40.3%和40.6%,H2S则基本没有释放;H2SO4+FeSO4+H2O2+CaO调理脱水污泥在100℃和200℃干化过程中的总硫释放量分别占原污泥总释放量的75.0%和45.6%,该复合调理剂在有效提高污泥脱水性能的基础上,能最大限度地抑制含硫气体的释放。     

石煤钒矿酸浸尾渣高温焙烧制备陶粒过程元素硫释放规律

以石煤钒矿酸浸提钒过程产生的尾渣为原料制备陶粒是实现尾渣资源化的重要途径之一。作为陶粒最主要用途的轻集料对硫含量有严格限制(以SO3计,硫酸盐和硫化物含量≤1.0wt%)。尾渣含硫量通常远高于1.0wt%,故需深入研究尾渣制备陶粒过程元素硫的释放规律。借助热重–红外联用分析了以尾渣为原料制备陶粒过程中的质量、热量变化以及气体释放规律,测试了不同温度焙烧所得样品的硫含量,表征了其物相,并结合热力学计算,讨论了尾渣中硫的释放机理。结果表明,随温度增加,尾渣中的含硫物质逐渐分解并释放出SO2气体,样品的硫含量逐渐降低;1200℃下样品的硫含量可降低至0.44wt%,满足轻集料硫含量要求;尾渣中含有的SiO2, Fe2O3, Al2O3等组分可促进硫的释放。     

复合矿化剂与低温快烧瓷质外墙砖的研制

采用一次低温快烧廉价原料,引入滑石粉与萤石粉及方解石粉组成的复合矿化剂,利用原料中的Fe_2O_3,在烧成过程中使坯体处在弱还原气氛中,控制适当的烧成制度,可以实现低温快速烧成,制备出物理化学性能良好的高强瓷质外墙砖.     

不同烧成窑炉对变色钧瓷呈色与显微结构的影响

在钧瓷基釉中加入微量稀土金属氧化物,采用马弗炉、微波烧结炉及工业窑炉烧制钧瓷样品,设定相同烧成制度,研究在不同烧成设备条件下对变色钧瓷釉层的显微结构及呈色影响.通过X-射线粉末衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM),研究釉层的物相组成及显微形貌;通过CM-2500C分光测色仪研究钧瓷的变色效果.分析结果显示,添加稀土金属氧化物后在微波烧结炉中烧成,得到的钧瓷样品效果较好.三种不同窑炉烧成条件下的钧瓷样品均有明显析晶现象,变色效果明显.     

Na2SO4-SiO2定形复合储能材料的制备及其性能

以无水硫酸钠和石英粉为主要原料制备了Na2SO4-SiO2复合储能材料。通过差热分析及成型压力、烧成温度和烧成保温时间对材料致密度、潜热、比热容的影响试验,确定了该材料的最佳制备工艺参数为:成型压力70 MPa,烧成温度950～1100℃,烧成保温时间90～150 min。对Na2SO4-SiO2复合储能材料的显微结构和性能进行了分析,结果表明:该储能材料由Na2SO4和SiO2两种物相组成,Na2SO4存在于SiO2陶瓷基体的微孔中;Na2SO4质量分数为50%的Na2SO4-SiO2复合储能材料在800～950℃的储能密度接近300 J.g-1,在950℃的热态耐压强度为4.3 MPa。     

掺硼改性碳化硼陶瓷的研究

以碳化硼粉、无定形硼粉为主要原料,热压烧结制备了B4C陶瓷.研究了不同的硼加入量和烧成温度对样品致密度和力学性能的影响.结果表明,当硼的加入量为11.6wt%时,样品的硬度、断裂韧性、抗弯强度和弹性模量分别达到32.9GPa、3.53MPa·m1/2、544.8MPa和405.3GPa.利用XRD、SEM测试手段对样品的物相组成和显微结构进行了分析.     

前驱物法低温合成六方氮化硼

本文以三聚氰胺和硼酸为原料,先采用湿化学法合成棒状前驱物,然后将其在空气气氛中高温培烧制得六方氮化硼.实验考察了反应原料配比,反应物浓度,高温培烧的时间及温度对产物的影响.采用IR、化学分析、XRD、粒度分析和SEM等方法对前驱物及产物进行了表征,确定了前驱物及产物的组成、物相、粒度分布及形貌.研究结果表明:合成前驱物的适宜原料配比是C3N6H6∶H3BO3=1∶2,浓度为0.4 mol/L,合成的前驱物是分子式为C3N6H6·2H3BO3的棒状超分子加合物;在温度950℃,空气气氛中培烧6h能得到晶型良好、平均粒径为15 μm的六方氮化硼粉体.