聚氨酯模板法低温制备氧化铝泡沫陶瓷过滤器

利用聚氨酯海绵浸渍电熔氧化铝粉末与磷酸二氢铝制成的浆料,得到挂浆素坯,素坯经800℃热解制备了氧化铝泡沫陶瓷过滤器。研究了磷酸二氢铝含量对氧化铝泡沫陶瓷微观形貌、体积密度、线收缩率与抗折强度的影响。结果表明:磷酸二氢铝含量低于10%时,制备的泡沫陶瓷孔筋存在断筋与坍塌缺陷,力学性能较差;随磷酸二氢铝含量的增加,泡沫陶瓷的线收缩率有轻微增大,而体积密度与抗折强度都大幅提高,在磷酸二氢铝含量为30%时,可制得线收缩率为0.85%、体积密度为1.21 g/cm3、抗折强度达4.55 MPa的氧化铝泡沫陶瓷。     

外加剂对熔模石膏型性能的影响

向熔模石膏铸粉中加入不同的外加剂,研究了不同的外加剂对熔模石膏铸粉的流动性、凝结时间以及焙烧后强度的影响。结果表明,聚羧酸减水剂在增强石膏铸粉浆料流动性的同时也会严重缓凝石膏铸粉浆料,加入量为0.1%时较为适合。当水与硅溶胶的比例不超过1∶1时,硅溶胶能促进石膏铸粉浆料的流动性、恰当的延长凝结时间同时增强了石膏铸型的强度。水与硅溶胶为4∶1时,石膏铸粉浆料的流动性最佳;水与硅溶胶为1∶1时,石膏铸型的强度最好。     

发泡石膏铸型制备试验的影响因素

研究了发泡石膏铸型制备过程中各试验因素对石膏混合浆料胶凝硬化时间、室温抗压强度、流动半径和发泡率的影响.结果表明,石膏混合浆料的胶凝硬化时间与水料比成正比,石英粉、高岭土、硅藻土、NaCl和MgSO4石膏辅料的添加提高了石膏铸型的室温抗压强度.随着水温升高,石膏混合浆料的胶凝硬化时间、室温抗压强度、流动半径和发泡率均呈现先上升后下降的趋势.以十二烷基硫酸钠作发泡剂,在硬水环境下仍可以制得发泡率为80％的发泡石膏铸型.低搅拌速度短时间下,发泡剂难以发泡完全;长时间高搅拌速度下,气泡易破碎消失,在转速为2 000 r/min经4 min搅拌时石膏发泡最好.根据试验工艺参数制得了发泡石膏铸型并进行了热烘烤,在715℃下浇注了ZL114A合金铸件,热烘烤过程中发泡石膏铸型无开裂,同时铸件满足实际使用要求.     

添加剂对高岭土填料可溶性石膏型芯性能的影响

研究高岭土填料加入量对石膏混合料性能的影响,并确定高岭土与石膏适合的配比;在此配比的石膏混合料中分别添加MgSO4和NaCl来提高石膏型芯焙烧后抗弯强度及溃散性,并将它们的作用效果进行对比;利用Al(NO3)3的高温分解发气性来改善石膏型芯焙烧线变量。通过SEM观察不同配比试样焙烧后的断口表面形貌,分析添加剂对型芯组织形貌和宏观性能的影响。试验结果表明:高岭土的加入会减小石膏混合料的强度和线变量,其含量为50%时可取得石膏混合料强度和线变量的平衡;MgSO4、NaCl可提高型芯焙烧后抗弯强度和溃散性能,但MgSO4对型芯的抗弯强度及溃散性改善更佳,而使用NaCl作为添加剂时对型芯的焙烧线变量控制较好;加入9%的A(lNO3)3可明显降低型芯焙烧线变量的绝对值。     

短切玻璃纤维增强硅溶胶型壳强度的研究

为提高硅溶胶型壳的强度,采用短切玻璃纤维来增强型壳。在型壳背层中加入一定量2mm长的短切玻璃纤维制备型壳,研究了不同纤维加入量下型壳湿强度和焙烧后强度的变化规律。结果表明,与未添加纤维试样相比,加入纤维后,型壳的湿强度显著提高。加入量为0.6%(占耐火粉料)时,型壳试样的湿强度达到2.991MPa,提高了15.75%,增强效果显著,而型壳焙烧后试样强度无明显变化。试样断口扫描分析发现,焙烧后,玻璃纤维部分熔融或熔蚀,增强作用降低或消失。     

SiO2微粉含量对铝硅系耐火材料组织与性能的影响

以焦宝石为主要原料,结合铝酸钙水泥系统,分别研究了不同SiO2微粉加入量对铝硅系耐火材料组织与力学性能的影响.检测600、800、1000和1300 ℃热处理后试样的线变化率、常温抗折强度、常温耐压强度和常温耐磨性能,并用扫描电镜观察试样的显微结构.结果表明,经过1300 ℃热处理后,随着SiO2微粉含量的增加,试样的线收缩率增加.随着SiO2微粉含量的增加,试样的常温抗折强度和常温耐压强度逐渐增加,耐磨性能越来越好.本试验条件下,SiO2微粉加入量为5%时,材料的性能最好.     

基于正交试验的半水磷石膏充填配比优化

针对二水磷石膏充填存在充填成本高、水泥耗量大、固结体强度低等问题,以半水磷石膏替代胶凝材料,通过正交试验法确定半水磷石膏充填的最佳配方,并对其流动性和微观结构进行研究。结果表明:通过配方优化,半水磷石膏充填体3 d、7 d、28 d的强度可达到5.4 MPa、5.5 MPa、6.1 MPa,膏体坍落度为26 cm,扩展度为71cm。半水磷石膏充填配比中的3个影响因素为外加剂掺量、尾砂掺量和浆料浓度。对于3 d抗压强度影响最大的因素是外加剂掺量,对于7 d强度影响最大的因素是浆料浓度,对于28 d强度影响最大的因素是外加剂掺量,对于料浆流动性影响最大的是浆料浓度。半水磷石膏固结体由半水相转化为二水相,形成致密的晶体结构,表明以半水磷石膏制备的膏体料浆具备矿山充填的可行性。充填材料固体中废弃物用量占98%以上,成本较低,具有良好的经济效益和社会效益,推广应用前景良好。     

二氧化硅含量对光固化硅基陶瓷微观组织及性能的影响

以硅基陶瓷为研究对象,通过调整浆料内固相二氧化硅陶瓷粉末的体积分数(40%、42%、44%、46%、48%和50%)来控制浆料浓度,使用光固化快速成型技术获得不同二氧化硅含量的样品。采用扫描电子显微镜和高温抗折强度测试仪研究固相含量对光固化硅基陶瓷型芯微观形貌和力学性能的影响。结果表明,经光固化成形和1 300℃烧结后,样品收缩率和孔隙率随SiO_2含量增加而降低;抗折强度随SiO_2含量增加而增强。     

3D打印用精密铸造粉末材料性能影响因素的研究

通过正交试验研究了耐火材料粉末种类、粉末目数、助熔剂种类、焙烧温度对3D打印用精密铸造粉末的高温抗压强度、高温抗拉强度、尺寸收缩率、表面粗糙度的影响。结果表明,确定的3D打印用精密铸造粉末的最终材料为添加氧化铜的325目锆英粉在1 400℃下焙烧得到抗压强度为45.42 MPa、抗拉强度6.78 MPa、尺寸收缩率为6%、表面粗糙度Ra为3.45的高性能型壳。     

强化工艺对硅溶胶型壳性能影响的研究

研究了固化剂含量、强化剂配比、固化时间对硅溶胶型壳性能的影响规律。研究结果表明:采用5%的固化剂和40%强化液,室温下强化60 min的型壳湿强度为4.72 MPa,焙烧后强度为16.7 MPa,较之传统工艺制备的型壳1.9 MPa和6.71 MPa有了很大提高,而强化后型壳的高温强度也要高于传统工艺制备的型壳,应用结果表明4层强化减层型壳可以满足生产要求。     

Properties of alumina-based ceramic cores

Fused corundum is a rather promising raw material for preparing an alumina-based ceramic core due to its excellent high temperature resistance and chemical inertness.In this study,alumina-based ceramic cores were prepared using fused corundum as the matrix material,and the effect of varying silica powder contents on the properties of the alumina-based ceramic cores,including the sintering shrinkage,the flexural strength,and the high temperature deformation was investigated.The mineralization mechanisms of the silica on the alumina-based ceramic core were also analyzed.The optimum addition amount of silica in this experiment is 8% in weight.At that moment,the aluminum-based core has both a low sintering shrinkage coefficient of 0.66% and better properties:the room temperature flexural strength is 22.19 MPa,the high temperature flexural strength is 21.54 MPa,the high temperature deformation is 0.93 mm,and the residual flexural strength is 47.41 MPa.     

合金化元素Cr对青铜基金刚石砂轮导热性能及力学性能的影响

以金刚石微粉、铜锡合金、石墨和醋酸乙烯基聚合物为主要原料,采用热压烧结法制备青铜基金刚石砂轮,探讨合金化元素Cr对砂轮导热性能和力学性能的影响。结果表明:相比Cu_77.6Sn_14.4C_1.0J₇.0制备的砂轮,添加了合金化元素Cr的砂轮有更高的相对密度和热导率,可分别达到98.46%和110.43 W/（m·K）;其弯曲强度、压缩强度和冲击韧性也更优越,分别为77.54 MPa、108.10 MPa和4.06 J/cm2,但两者的弯曲载荷-位移曲线和压缩载荷-位移曲线都表现出明显的脆性断裂特征。      

低碱高强硅铝聚合材料的研究

以煅烧铝土矿选尾矿、矿渣微粉、水玻璃为主要原料,在800℃下煅烧1 h制备得到高强硅铝聚合材料。用XRD和SEM研究了反应产物的相组成和微观结构,并着重比较研究了该材料与特种水泥的抗化学侵蚀性能差异。结果表明：制备得到的胶砂试样,28d抗折、抗压强度分别达到10.2MPa,60.2MPa;试样分别经3%硫酸钠、3%硫酸镁溶液浸泡28 d后,其强度没有下降反而略有上升,在石膏掺量为7%的硫酸盐环境中,其累计膨胀率远远小于中抗硫酸盐硅酸盐水泥的;分别经5%盐酸、5%硫酸溶液浸泡28d后,其质量损失及强度损失均小于铝酸盐水泥和快硬硫铝酸盐水泥的。制备得到的硅铝聚合材料具有优异的抗硫酸盐侵蚀性能、一定的耐稀酸侵蚀性能。     

冷冻-凝胶成形法制备定向通孔氧化铝陶瓷

由叔丁醇、氧化铝、丙烯酰胺组成的20%(体积分数,下同)陶瓷浆料,在温度梯度的诱导下,用冷冻-凝胶成形法制备了具有定向通孔结构的氧化铝陶瓷坯体.经过烧结后,制备出了高孔隙率、高强度的定向通孔陶瓷,50%气孔率的陶瓷体具有110 MPa的轴向压缩强度.还研究了距离冷端不同位置孔隙的孔径、开孔率变化规律.     

不同参数对石膏3D打印模型性能的影响

通过正交试验研究了墨滴体积、层厚、分辨率、粉末目数对工业级石膏3D打印模型的抗拉强度、抗折强度、尺寸精度的影响,确定了石膏3D打印的最佳工艺参数:墨滴体积65 pL,层厚0.15 mm,分辨率0.06 mm,粉末目数150目,铺粉轴速度100 m/s,喷墨频率8000 Hz,负压31 MPa,振动电机频率108 r.按...     

电熔刚玉对硅基陶瓷型芯性能的影响

以石英玻璃粉为原料,石蜡为增塑剂,添加质量分数0%～30%的电熔刚玉为矿化剂,通过热压注法成功制备了硅基陶瓷型芯,研究了电熔刚玉含量对方石英析晶和硅基陶瓷型芯综合性能的影响。结果表明：随着电熔刚玉含量的增加,样品的收缩率逐渐增加,气孔率先减小后增大,致密化程度增加;而抗弯强度和高温抗蠕变性能呈现先增强后减弱的趋势。当添加10%电熔刚玉时,样品表现出优良的综合性能,收缩率为1.02%,气孔率为20.91%,体积密度为1.7083 g/cm³,室温和高温抗弯强度分别为14.83和20.96 MPa,高温挠度为0.39 mm。     

Effects of foaming parameters on microstructure and compressive properties of aluminum foams produced by powder metallurgy method

Semi open-cell aluminum foams having channels between individual cells were produced using low cost CaCO₃ foaming agent and applying the powder compact melting process. To this end, the aluminum and CaCO₃ powder mixtures were cold compacted into dense cylindrical precursors for foaming at specific temperatures under air atmosphere. The effects of several parameters including precursor compaction pressure, foaming agent content as well as temperature and time of the foaming process on the cell microstructure, linear expansion, relative density and compressive properties were investigated. A uniform distribution of cells with sizes less than 100 μm, which form semi open-cell structures with relative densities in the range of 55.4%–84.4%, was obtained. The elevation of compaction pressure between 127–318 MPa and blowing agent up to 15% (mass fraction) led to an increase in the linear expansion, compressive strength and densification strain. By varying the foaming temperature from 800 to 1000 °C, all of the investigated parameters increased except compressive strength and relative density. The results indicated the optimal foaming temperature and time as 900 °C and 10–25 min, respectively.     

铬-陶瓷复合结合剂的机械合金化制备工艺及性能研究

以金属铬粉和陶瓷结合剂粉体为初始原料,按照不同比例配混,采用机械合金化(MA)工艺对其进行处理。工艺参数为:球料比R=20∶1,转速n=350 r/min,球磨时间t=12 h;添加适量的无水乙醇为过程控制剂。将获得的复合粉体在660～740 ℃进行无压烧结,用SiC埋烧。采用三点弯曲法测试烧结后试样的抗弯强度,利用X射线衍射仪(XRD)测试试样的物相构成,用扫描电子显微镜(SEM)观察试样断口的微观形貌,采用阿基米德原理测试试样的密度和显气孔率。实验结果表明:利用MA处理工艺,可以获得金属相与陶瓷相均匀分布的复合结合剂;当金属铬粉的质量分数为30%,烧结工艺为700 ℃/30 min时,所得试样的抗弯强度达到最大值,为187 MPa。金属铬粉通过其颗粒表层的CrO与陶瓷形成良好的界面结合,从而提高复合结合剂的抗弯强度。      

Microstructure,mechanical and wear properties of aluminum borate whisker reinforced aluminum matrix composites

The microstructural features and the consequent mechanical properties were characterized in aluminium borate whisker (ABOw) (5, 10 and 15 wt.%) reinforced commercially-pure aluminium composites fabricated by conventional powder metallurgy technique. The aluminium powder and the whisker were effectively blended by a semi-powder metallurgy method. The blended powder mixtures were cold compacted and sintered at 600 °C. The sintered composites were characterized for microstructural features by optical microscopy (OM), scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive spectroscopy (EDS), transmission electron microscopy (TEM) and X-ray diffraction (XRD) analysis. Porosity in the composites with variation in ABOw contents was determined. The effect of variation in content of ABOw on mechanical properties, viz. hardness, bending strength and compressive strength of the composites was evaluated. The dry sliding wear behaviour was evaluated at varying sliding distance at constant loads. Maximum flexural strength of 172 MPa and compressive strength of 324 MPa with improved hardness around HV 40.2 are obtained in composite with 10 wt.% ABOw. Further increase in ABOw content deteriorates the properties. A substantial increase in wear resistance is also observed with 10 wt.% ABOw. The excellent combination of mechanical properties of Al−10wt.%ABOw composites is attributed to good interfacial bonds, less porosity and uniformity in the microstructure.     

铁基非晶粉末对金刚石工具胎体的影响

将不同质量分数（分别为0,5%,10%和15%）的铁基非晶粉末加入铁基预合金粉末胎体中,通过热压烧结制成胎体试样后,测试其洛氏硬度、抗弯强度及磨损率。当不添加非晶粉末时,普通胎体的洛氏硬度、抗弯强度和磨损率分别为104.6 HRB, 610 MPa和3.3;加入10%的非晶粉末后,其洛氏硬度和抗弯强度分别提高至107.7 HRB和965 MPa,比原胎体分别提高了3.0%和58.2%,磨损率降低至0.9,降低了72.7%;加入15%的非晶粉末后,其洛氏硬度和抗弯强度分别提高至110.0 HRB和790 MPa,分别提高了5.2%和29.5%,磨损率降低至0.6,降低了81.8%。因而铁基非晶粉末的加入可以显著提高胎体试样的机械性能和耐磨性。此外,铁基非晶粉末的DSC及XRD测试发现,在500～700 ℃时,铁基非晶粉末会产生晶体化相变,NiSi相中融入了B元素转化成NiSiB相,CrFe相中融入了Si元素形成SiCrFe相,都起到改善胎体结构、提高胎体性能的目的。