高能球磨合成纳米碳包覆α-Al2O3复合粉体

以膨胀石墨和α-Al2O3微粉为原料,采用高能球磨制备了纳米碳包覆的α-Al2O3复合粉体,研究了高能球磨时间和球磨速率对复合粉体物相及形貌的影响。采用X射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜和透射电子显微镜对复合粉体的物相、形貌和微观结构进行了表征。结果表明:按膨胀石墨与α-Al2O3质量百分比为1:2,球磨速率为600 r/min,球磨5 h可得到被粒度为20～50 nm碳颗粒包覆的α-Al2O3复合粉体;随着球磨时间延长,石墨(002)晶面特征峰逐渐消失,膨胀石墨中纳米片层会随球磨时间延长不断剥离脱落,并逐渐龟裂成纳米碳颗粒;相同球磨时间下,提高球磨速率可以促进纳米碳颗粒形成,但超过一定速率后纳米碳颗粒粒度不再减少;480 r/min速率球磨5 h未形成纳米碳颗粒包覆复合粉体,600和700 r/min速率球磨5 h后复合粉体形貌基本一致。     

Sialon-SiC耐磨陶瓷的制备及液固冲蚀磨损性能研究

为解决钻探设备关键零部件磨损失效和寿命短的难题,制备新型高耐磨低成本先进陶瓷材料具有重要的科学价值.以Si,Si3N4,Al2O3,AlN和SiC等为原料,通过氮化反应烧结制备Sialon-SiC复相耐磨陶瓷材料,其主要物相为β-Sialon和α-SiC,其中β-Sialon晶粒呈长柱状.加入30%细颗粒SiC可显著提高Sialon-SiC复相陶瓷液固冲蚀磨损性能.SiC细颗粒的"阴影效应"能够保护背向冲蚀面的基体相免受冲蚀破坏.Sialon-SiC复相陶瓷的液固冲蚀磨损主要表现为材料内的气孔边缘、缺陷区域和基体的凿削和切削.     

外加FeSi75对Sialon-Si_3N_4-SiC耐液固两相流冲蚀磨损的影响

以工业级Si_3N_4粉、FeSi75合金粉、Al_2O_3微粉、SiC颗粒等为原料,在最终温度1450 ℃下保温3 h,氮化反应烧成制备了Sialon-Si_3N_4-SiC复相耐磨材料.采用XRD、SEM等方法分析研究了外加FeSi75合金粉在0%～20%(质量分数, 下同)范围内的不同加入量对制得的复相耐磨材料性能和液固两相流冲蚀磨损的影响.结果表明:当外加FeSi75合金粉达到20%时,试样的体积密度为2.54 g/cm~3,抗弯强度达到71.38 MPa.随着FeSi75合金粉的增加,其耐液固两相流冲蚀磨损性能得到改善,加入20%FeSi75合金粉的试样,在相同实验条件下具有比95 Al_2O_3瓷更优的耐液固两相流冲蚀磨损的性能.     

白云石矿在燃煤脱硫中应用研究

以白云石矿为脱硫剂,研究了不同脱硫温度、不同Ca/S值(CaO与SO_2摩尔比),以及添加CaCl_2·2H_2O脱硫助剂对燃煤脱硫性能的影响。结果表明,白云石矿具有较好的脱硫性能,在空气流量200 mL/min,Ca/S=2,随着脱硫温度升高脱硫效率逐渐增加,900℃时,白云石脱硫效率可达75.23%。随着Ca/S值增加脱硫效率快速增加,Ca/S值超过2后脱硫效率缓慢增加。白云石中添加CaCl_2·2H_2O改性剂可以明显提高白云石脱硫效率,添加3%CaCl_2·2H_2O时脱硫效率可以从75.23%提高到84.58%。采用XRD和FESEM对脱硫产物进行物相和显微形貌表征,探索了白云石脱硫过程及机理。     

利用铝灰和粉煤灰铝热还原氮化制备镁铝尖晶石-刚玉-Sialon复相材料

以铝灰和粉煤灰为原料,以铝灰中的金属铝为还原剂在1550 ℃,3 h下进行原位铝热还原氮化制备镁铝尖晶石-刚玉-Sialon复合材料.采用XRD分析了不同原料配比对合成产物物相的影响,并对制备的镁铝尖晶石-刚玉-Sialon复相材料进行了显微形貌和性能表征.结果表明,当铝灰过量50%时,制备得到了镁铝尖晶石-刚玉-Sialon复合耐高温材料,其中,尖晶石为富铝尖晶石,含量为45%;刚玉含量为25%,呈板片状;Sialon的含量为26%,其Z值为4,呈柱状形貌.此时其抗折强度最大,为183 MPa,显气孔率最小,为5.3%,体积密度为2.6 g/cm~3,洛氏硬度HRB的值为123.     

叶蜡石镁热还原法制备片状多孔纳米硅的研究

以层状黏土矿物叶蜡石为前驱体,通过熔盐辅助镁热还原方法制备具有片状多孔的纳米硅材料,采用X射线衍射（XRD）、低温N2吸附、扫描电镜（SEM）等方法研究了不同金属镁添加量、还原温度对制备多孔纳米硅的影响。结果表明,随着金属镁添加量和还原温度的增加,叶蜡石和石英X射线衍射特征峰逐渐减弱,当叶蜡石与金属镁质量比增加到1∶1.0,还原温度为750℃时,叶蜡石和石英结构完全被破坏,Si O2被完全还原成纳米硅;熔盐辅助镁热还原叶蜡石制备的纳米Si具有片状多孔结构,随着还原温度的增加,片状纳米硅比表面积和总孔容逐步减小,平均孔径逐渐增大。     

沸石-炭复相材料对氨氮吸附性能研究

研究以沸石粉为主要原料,添加木屑、淀粉等有机物为碳化结合剂,通过造粒、氮气气氛低温热处理制备得到了粒度为0.5~1 cm的沸石-炭复相材料水处理剂颗粒,研究了不同碳化结合剂含量和不同热处理温度等氨氮超标污水的吸附性能影响。采用场发射扫描电镜对沸石-炭复相材料进行了显微形貌观察。通过氨氮吸附实验得出,相同质量条件下沸石-炭复相材料水处理剂颗粒在吸附速率上弱与沸石粉体,在足够吸附时间下对氨氮的吸附量同沸石粉体吸附量接近。5%碳化结合剂添加量样品有最优氨氮吸附性能,起始浓度为15 mg/L氨氮溶液被吸附24 h后氨氮溶液浓度降为4.69 mg/L,氨氮吸附量为1.03 mg/g;吸附100 h后氨氮溶液浓度降为1.35 mg/L,氨氮吸附量为1.36 mg/g。     

Si_3N_4-SiC复相耐磨材料的冲蚀磨损性能

以Si粉和SiC为原料,采用半干法冷等静压成型,通过反应烧结成功制备了Si_3N_4-SiC复相耐磨材料.并将其和95Al_2O_3耐磨陶瓷在以水和SiC混合颗粒为冲蚀介质实验条件下,进行液固两相流冲蚀磨损对比实验.结果表明:原料中Si粉加入量为40%～80%(质量分数)试样的耐冲蚀磨损性能优于95Al_2O_3耐磨陶瓷.原料中Si粉加入量为70%试样的耐固液两相流冲蚀磨损性能最好,在平均线速度分别为132和67 m/min的实验条件下的冲蚀率分别仅为0.87%和0.30%.此外,通过SEM观察了冲蚀后试样的显微形貌,探讨了其耐液固两相流冲蚀磨损的机理.     

SiC质耐火材料的碳化氮化制备及性能

以Si粉和SiC颗粒为原料,采用碳化-氮化反应在1 400℃和1 500℃制备了SiC质耐火材料.采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和能谱仪等对试样的物相组成、显微结构和微区成分进行了分析,研究了原料组成和烧成温度对材料烧结性能、力学性能和抗热震性能的影响,并对原料组成和烧成温度进行了优化.结果表明:所制备的SiC质耐火...     

用叶蜡石与金红石碳热还原-氮化合成Sialon-Ti（N，C）复合材料

以叶蜡石、金红石和焦炭粉为原料,通过碳热还原-氮化反应合成sialon-Ti（N,c）复合材料。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和能谱仪对产物的物相组成、显微结构和微区成分进行了分析,研究了合成温度和配炭量对产物物相组成和显微形貌的影响。结果表明：当叶蜡石与金红石质量比为4：1、配炭量过量50％、合成温度为1500℃时,合成的sialon-Ti（N,c）复合材料中TiN07C03晶粒尺寸约为200nm,产物为β-sialon、15R-sialon、TiN07C03、刚玉和少量β-SiC;当配炭量过量50％,合成温度从1400℃升高到1550℃,产物中β-sialon和TiNo7C03含量逐渐增加。相同合成温度下,配炭量对产物物相组成有重要影响,配炭量过量50％有利于sialon-Ti（N,c）复合材料的合成;当配炭量较少时,产物中出现O＇-sialon和si2N20;当配炭量过多时,β-sialon向15R-sialOn转变。