金属过滤器用高性能碳化硅泡沫陶瓷的制备

介绍了一种适用于大规模工业化生产高强度金属过滤用碳化硅泡沫陶瓷的方法。采用商用SiC粉体和聚氨酯泡沫通过2次挂浆工艺可以制备出最大平均抗弯强度达到2．87 MPa,平均孔径在3 mm左右,同时具备优良的抗热震性能和高达1700℃耐火度的碳化硅泡沫陶瓷。探讨了浆料的牯度、流变性能对挂浆性能的影响及第2次挂浆对强度的增强机理,说明1次浆料的触变性能和适当固相含量的2次浆料是高强度泡沫陶瓷制备的关键,而2次挂浆工艺对强度提高的主要贡献来源于第2次浆料对1次挂浆烧结后留下空洞的有效弥补。     

孔结构可控的网眼多孔陶瓷的制备

采用一种具有三维网状结构和贯通气孔的有机泡沫体作为载体,首先利用有机泡沫浸渍工艺制备出高气孔率且几乎没有堵孔的网眼素坯,经过排塑、预烧处理获得具有一定强度的预制体．由于未经烧结,预制体的孔筋呈疏松多孔结构．利用粘度较低、流动性很好的浆料对预制体进行涂覆处理．结果表明：通过这种处理,孔筋上的裂纹被消除,非常细的孔筋被避免,孔筋厚度比较均匀,从而获得了结构非常均匀的网眼陶瓷．相对密度、孔筋厚度、孔径大小可以根据徐覆次数来调节．随着涂覆次数的增加,孔径减小,孔筋厚度增加,相对密度也增加．本工作为网眼陶瓷孔结构的精确设计提供了一种新工艺,对于优化其力学性能、渗透率等性能具有重要意义．     

碳化硅网眼多孔陶瓷的微波吸收特性

研究了碳化硅网眼陶瓷的微波吸收特性,发现它比实心材料的吸波性能几乎提高了两倍以上,这种吸波性能的改善主要来自网眼结构对电磁波产生的反射、散射及干涉作用引起的衰减.孔径大小、相对密度、试样厚度等因素对碳化硅网眼陶瓷的微波吸收性能的影响进行了讨论.本工作将为低成本、高性能结构型微波吸收材料的设计提供一条新途径.     

旋转叶片在测试陶瓷浆料固化过程流变特性的应用

将旋转叶片应用于应力控制流变仪,测量陶瓷浆料固化过程中的流变特性.在数据处理上,可将添满陶瓷浆料的旋转叶片等效为一个同心圆筒,并按照同心圆筒进行测试参数的设置.我们采用四叶片的旋转叶片测试不同浓度的聚丙烯酰胺溶液的复数模量G*,并与平行板测试数据比较.结果表明旋转叶片存在有效直径.这个有效直径小于叶片直径.确定了在测试陶瓷浆料固化过程流变特性时的有效直径D_eff.并得到陶瓷浆料固化过程的流变曲线.     

凝胶冷冻干燥法制备透明氧化钇陶瓷

采用凝胶冷冻干燥法, 在--50℃、8Pa的真空度下制备了碱式硝酸钇前驱体. 干燥后前驱体呈疏松片状堆积, 比烘箱干燥样品具有更为清晰的轮廓. 经过1100℃煅烧后, 凝胶冷冻干燥处理的粉体具有较细的颗粒, 颗粒尺寸分布均一, 并且具有较大的比表面积. 该粉体经过干压型, 于1700℃真空保温4h烧结后得到晶粒大小均匀的致密多晶透明陶瓷, 平均晶粒尺寸在40μm左右, 样品相对密度达99.6%. 样品经抛光后可见光400nm波长透过率达60%, 并且在紫外波段也具有类似于氧化钇单晶的高透过率.     

水解反应诱导凝胶化工艺成型碳化硅陶瓷

发现静电稳定的碳化硅浆料在碳化硅粉体表面的无定形氧化硅层的影响下,可以象氧化硅溶胶一样发生溶胶－凝胶转变,并将这一发现用于碳化硅陶瓷的成型．通过预先加入的酯或内酯的水解反应,把浆料的ｐＨ值从碱性区降至有利于凝胶的中性区,体系发生固化． 利用小幅震荡剪切技术对影响固化过程的各种因素进行研究表明,固化速度及固化强度不仅依赖于体系最终的ｐＨ值,还取决于体系最初的ｐＨ值以及ｐＨ值变化的速度．这些影响因素说明,体系的固化不是一个简单的凝聚的过程,而是一个凝胶的过程,浆料的固化是碳化硅颗粒间形成Ｓｉ－Ｏ－Ｓｉ键的结果．     

水基流延成型制备ZrB2和ZrB2-20vol% SiC复合材料的微观结构和抗热震性能

研究了水基流延成型和热压烧结制备的ZrB2和ZrB2-20vol% SiC(ZS20)材料的微观结构和抗热震性能.在ZS20材料中分别观察到了Zr-B-C和Zr-B-W固溶相,而在ZrB2材料中并未发现有固溶相.固溶相的形成使得晶格参数减小,因此ZS20材料中ZrB2的衍射峰向高角度偏移.采用淬火法测得ZrB2和ZS20材料的临界热震温度分别为298℃和306℃,并将实验值与理论计算值进行比较.ZrB2基体与SiC第二相及固溶相之间由于热膨胀系数的差异而在材料内部引入应力,因而ZS20材料抗热震性能的实验值低于理论计算值.     

碳化硅泡沫陶瓷中烧结助剂对莫来石生成的影响

添加几种烧结助剂如硅溶胶、氧化铝、黏土、苏州土和石英的不同组合,研究了烧结助剂对碳化硅泡沫陶瓷中莫来石相生成的影响.实验结果表明：在1 400℃烧结1 h的过程中,氧化铝、黏土和硅溶胶的组合会显著促进莫来石的生成,从而提高碳化硅泡沫陶瓷的高温强度和耐火度.莫来石相在较低温度下的大量生成主要归功于黏土产生液相,以及硅溶胶中非晶态氧化硅对氧化铝颗粒的包裹作用,从而降低了扩散距离.     

Al对热压MoSi2材料显微结构的影响

本文研究了添加Al对热压MoSi     

碳化硅和氧化铝陶瓷的热等静压氮化

通过对无压烧结、热压烧结和热等静压烧结ＳＩＣ陶瓷以及热压烧结的ＳｉＣ粒子补强Ａｌ２Ｏ３基复相陶瓷（ＳｉＣｐ－Ａｌ２Ｏ３）和ＳｉＣ粒子与ＳｉＣ晶须共同增强的Ａｌ２Ｏ３基复合材料（ＳｉＣｐ－ＳｉＣｗ－Ａｌ２Ｏ３）在氮气氛中进行高温氮化处理，成功地实现了这些材料的开口气孔表面裂纹的愈合。研究表明：热等静压氯化工艺可以显著提高ＳｉＣ和Ａｌ２Ｏ３陶瓷的抗弯强度，对断裂韧性也有较大的改善作用。对于热等静压烧结ＳｉＣ陶瓷，在１８５０℃和２００ＭＰａ氮气压力下氯化处理１小时后，其抗弯强度和断裂韧性分别由５８２ＭＰａ和５．７ＭＰａ·ｍ１／２提高到９０７ＭＰａ和８．４ＭＰａ·ｍ１／２；对于热压烧结的ＳｉＣｐ－Ａｌ２Ｏ３复相陶瓷和ＳｉＣｐ－ＳｉＣｗ－Ａｌ２Ｏ３复合材料，在１７００℃和１５０ＭＰａ氮气压力下氮化处理１小时后，其室温抗弯强度分别由４６０和７０５ＭＰａ提高到８９５和１０３３ＭＰａ。