氮化硅陶瓷的熔盐腐蚀研究进展

氮化硅陶瓷具有优良的高温性能,广泛应用于各种高温部件中,但由于在高温时氮化硅在热力学上不稳定,易和环境介质反应产生腐蚀失效,因此氮化硅陶瓷抗腐蚀性能研究近年越来越得到重视。本文简述了氮化硅陶瓷熔盐腐蚀的背景及腐蚀性能测试方法,对氮化硅陶瓷在多种钠盐中的熔盐腐蚀机理、动力学研究等进行归纳总结,并对今后提高氮化硅陶瓷抗腐蚀性能研究提出了建议。     

在废弃物焚烧炉内高温气体对陶瓷的侵蚀

概述了氧化物陶瓷在1000℃下于Cl2和HCl气体中的高温腐蚀,还介绍了非氧化物陶瓷在900－1300℃下于Cl2和HCl气体中的高温腐蚀情况。     

水泥厂设备腐蚀分析及防护措施

正水泥厂的设备腐蚀主要为窑尾废气处理系统和旁路系统中的硫酸露点腐蚀和HCl腐蚀。有些水泥厂的原料中硫化物和氯化物含量较高,在熟料煅烧过程中,硫化物分解为SO2,部分SO2随窑尾烟气排出,进一步氧化生成SO3,与烟气中的水蒸气结合生成硫酸凝结在设备上,产生硫酸露点腐蚀。而原料中的氯化物在煅烧过程中,极少部分Cl-随窑尾烟气排出,Cl-与水蒸气结合生成HCl,产生HCl腐蚀。水泥厂设备部件材料除热工系统的部分部件     

氮化硅基多孔陶瓷的制备与应用进展

多孔氮化硅陶瓷具有优异的抗氧化、抗热震、低介电常数和介电损耗、高孔隙率、优良的机械力学和耐酸碱腐蚀等性能,备受国内研究者的青睐。分析多孔氮化硅陶瓷的制备方法和应用领域的研究进展,展望了多孔氮化硅陶瓷的研究方向。     

生物质混煤燃烧过程中硫氯协同腐蚀特性研究

采用管式炉试验系统模拟生物质混煤燃烧炉膛环境,通过静态增重试验研究腐蚀性气氛和受热面温度变化时的硫氯协同腐蚀特性,并结合X射线图谱分析(XRD)和差热分析(DTA)进一步讨论硫氯腐蚀机理,从而为锅炉安全运行和生物质燃料的有效利用提供理论依据。结果表明,各工况下硫氯协同腐蚀均符合抛物线规律,即前期存在一个快速腐蚀阶段,随后腐蚀趋势逐渐变缓;硫氯气氛下SO2明显表现出对HCl腐蚀的抑制作用,HCl浓度变化对硫氯腐蚀的影响较小;温度对协同腐蚀的影响符合Arrhenius定律;积灰存在时腐蚀程度增强,此时SO2浓度升高会在一定程度上加剧腐蚀,主要是由于积灰中的硫酸盐化作用及熔融液相腐蚀引起,HCl能够通过增强积灰中的液相腐蚀作用而加剧腐蚀。     

问：我公司辊道窑停窑检修时，发生辊棒成批断裂事故，是什么原因造成的？有哪些预防措施？

答：1 陶瓷辊棒大批断裂的原因 1）由于陶瓷辊棒属于一种高吸水率氧化铝陶瓷,开气孔率较高。因此在辊道窑中易被腐蚀;特别是SO2、SO3的气体。     

自增韧氮化硅陶瓷的制备与性能研究

氮化硅陶瓷具有优异的物理机械性能和化学性能,被广泛应用于高温、化工、冶金、航空航天等领域。在结构陶瓷中氮化硅陶瓷虽具有相对较高的断裂韧性,但为了进一步拓宽氮化硅陶瓷的运用领域和提高其使用可靠性,改善其断裂韧性一直是该材料研究的重要课题。笔者通过利用氮化硅陶瓷的自增韧技术,使用复合烧结助剂和在氮化硅基体中添加长柱状β-Si_3N_4晶种,制备高断裂韧性的氮化硅陶瓷。采用X射线衍射、扫描电镜、阿基米德法、三点抗弯曲强度、单边切口梁法等测试方法对陶瓷的组成、显微结构、显气孔率以及抗弯强度和断裂韧性等进行了分析与表征。首先研究了无压烧结制备氮化硅陶瓷过程中,烧结助剂(Y_2O_3和Al_2O_3)对其烧结性能和力学性能的影响,当Y_2O_3含量为8wt%,Al_2O_3含量为4wt%时,氮化硅陶瓷的相对密度达95%以上,抗弯强度为674 MPa,断裂韧性为6.34 MPa·m~(1/2)。再通过引入La_2O_3提高氮化硅晶粒的长径比,使氮化硅陶瓷的抗弯强度和断裂韧性达到686 MPa和7.42 MPa·m~(1/2)。笔者通过无压烧结工艺,在1 750℃制备了长柱状的β-Si_3N_4晶种,晶种的平均长度为2.82μm,平均粒径为0.6μm,平均长径比为4.7,着重研究了晶种对氮化硅陶瓷烧结性能和力学性能的影响。氮化硅陶瓷中加入晶种后,其烧结性能和抗弯强度略有降低,但断裂韧性得到了很大的提高;且随着晶种添加量的增加,断裂韧性先升高再降低,掺杂量为2wt%时,断裂韧性达到最大(7.68 MPa·m~(1/2)),提高了20%以上。     

钛铁矿研磨-浸出耦合工艺中陶瓷磨球磨损和腐蚀行为

在硫酸法钛白研磨-浸出耦合工艺条件下,研究了4种常用陶瓷材料磨球,即氧化锆(ZrO₂)、氧化铝(Al₂O₃)、玛瑙球(SiO₂)和氮化硅(Si₃N₄)的腐蚀和磨损行为及其共同作用规律。结果表明,在磨浸耦合体系中,氮化硅球受腐蚀作用最明显,其次是氧化铝球,而氧化锆球和玛瑙球受腐蚀作用较小。氧化锆球和玛瑙球磨损主要表现为球球碰撞和表面切削;氧化铝球为磨料磨损,矿物的引入会增加磨球的失重速率;氮化硅球由于受到腐蚀和磨料磨损共同作用,导致其表面剥落脱离而产生明显磨损。4种陶瓷磨球因物理磨损造成的磨球失重率均在80%以上,其中氧化铝球和氮化硅球受腐蚀和磨损协同作用明显。氧化铝球和氮化硅球的磨浸失重速率分别为1.76 和14.52 mg·cm^-2·d^-1,远高于氧化锆球和玛瑙磨球。研究结果为研磨-浸出耦合工艺中磨球材料的选择提供了依据。     

氮化硅基多孔陶瓷的制备技术、孔隙结构及其相关性能

氮化硅多孔陶瓷是近年来得到广泛关注的一类新型的结构?功能一体化陶瓷材料,在航空航天、机械、化工、海洋工程等重要领域有着广阔的应用前景。本文介绍了氮化硅基多孔陶瓷的主要制备技术,回顾了氮化硅基多孔陶瓷力学性能和介电性能的研究进展。考虑到高孔隙率氮化硅基多孔陶瓷力学性能难以提高,磷酸盐结合氮化硅基多孔陶瓷已经逐渐成为新的研究热点,因此,本文进一步对磷酸盐结合氮化硅基多孔陶瓷的制备技术、力学性能、介电性能、热学性能进行了综合评述,并对氮化硅基多孔陶瓷的应用前景进行了展望。     

基于lamb波在氮化硅陶瓷叶片及其作摩擦材料镀层传播特性的研究

氮化硅陶瓷以其高强度、耐磨损及高化学稳定性等优越性能被应用于燃气轮机涡轮的静叶片和金属基氮化硅陶瓷摩擦材料中。其应用的关键是避免制备过程中形成的缺陷。利用Lamb波具有传播距离远、检测速度快的特点实现氮化硅陶瓷静叶片和金属基氮化硅陶瓷摩擦材料缺陷检测。采用二分法绘制lamb波在燃气轮机氮化硅陶瓷涡轮叶片和金属基氮化硅陶瓷摩擦材料中的频散曲线,并给出了lamb波检测其缺陷时选择的模态和频厚积范围,应该选择能量高、波形好、不易发生模式转换的模态,为实践检测氮化硅陶瓷涡轮叶片和金属基氮化硅陶瓷摩擦材料缺陷提供理论依据。     

加入纳米氮化硅对氮化硅陶瓷性能与结构影响

本文以亚微米级氮化硅为起始原料，加入纳米氮化硅来增强基体，添加氧化铝和氧化钇为烧结助剂，等静压成型，采用无压烧结的方式来制备具有优良性能的氮化硅陶瓷。主要研究了纳米氮化硅的分散；纳米氮化硅的加入量对氮化硅陶瓷力学性能的影响；纳米氮化硅的加入量对氮化硅陶瓷使用性能的影响；纳米氮化硅的加入量对氮化硅陶瓷显微结构的影响。研究结果表明：乙醇作为溶剂在分散介质为聚乙二醇的情况下，超声波震荡40分钟时，纳米氮化硅分散效果最好；随纳米氮化硅加入量的增加，显气孔率增加，吸水率增大；加入3wt％的纳米氮化硅时，试样的体积密度最大，抗弯强度、洛氏硬度、断裂韧性最好，具有较理想的显微结构。     

烧结助剂对多孔氮化硅陶瓷的力学性能及介电性能的影响

通过添加烧结助剂,采用常压烧结工艺制备出不同气孔率(19%～54%)的氮化硅陶瓷.采用Archimedes法、三点弯曲法和Vickers硬度测试法测量了材料的密度、气孔率、抗弯强度及硬度.用X射线衍射及扫描电镜检测了相组成和显微结构.用谐振腔法测试了氮化硅陶瓷在10.2 GHz的介电特性.结果表明:材料具有优良的介电性能.随着烧结助剂的减少,样品中气孔率增加,力学性能有所下降,介电常数和介电损耗降低.添加Lu2O3所制备的氮化硅陶瓷的力学性能和介电性能优于添加Eu2O3或Y2O3制备的氮化硅陶瓷.当气孔率高于50%时,多孔氮化硅陶瓷(添加入5%的Y2O3或Lu2O3,或Eu2O3,质量分数)的抗弯强度可达170 MPa,介电常数为3.0～3.2,介电损耗为0.000 6～0.002.     

多孔氮化硅陶瓷的研究进展

综述了多孔氮化硅陶瓷材料的国内外研究现状和进展,介绍了多孔氮化硅陶瓷的主要制备方法,分析了微观组织对多孔氮化硅陶瓷力学性能的影响,并与其他多孔陶瓷进行了性能比较,最后展望了多孔氮化硅陶瓷的发展前景.     

制备工艺对多孔Si_3N_4陶瓷介电性能的影响(英文)

采用添加成孔剂和冰冻-干燥法制备具有不同气孔率(30%～60%)的多孔Si3N4陶瓷,研究了不同制备工艺对多孔Si3N4陶瓷介电性能的影响.结果表明:不同的成型工艺制备出具有不同孔分布的氮化硅多孔陶瓷,添加成孔剂制备的多孔陶瓷具有较大的孔,洞分布在致密的基体上:冰冻-干燥法制备的多孔陶瓷具有复合孔分布.对样品的介电特性的研究表明,随着样品的气孔率增加,其介电常数和介电损耗减小;添加成孔剂制各样品的介电常数小于冰冻-干燥法制备样品,而其介电损耗较大,多孔Si3N4陶瓷的介电常数和介电损耗分别在5.21～2.91和9.6×10-3～2.92×10-3范围内变化.     

氮化硅陶瓷的制备及性能研究进展

氮化硅陶瓷是一种具有广阔发展前景的高温、高强度结构陶瓷,它具有强度高、抗热震稳定性好、疲劳韧性高、室温抗弯强度高、耐磨、抗氧化、耐腐蚀性能好等高性能,已被广泛应用于各行业。本文介绍了氮化硅陶瓷的基本性质．综述了氮化硅陶瓷的制备工艺和提高其高温性能的方法以及增韧的途径,并展望了氮化硅陶瓷的发展前景。     

氮化硅对烧成铝炭耐火材料的性能研究

通过在铝炭耐火材料中引入氮化硅及很细的铝粉,在埋碳烧成过程中氮化硅与碳或与铝反应生成少量赛隆相及碳化硅。适当引入氮化硅,降低了铝炭砖的氧化失重率,提高了其抗脱磷剂侵蚀的能力及砖的抗氧化性能。     

以燃烧合成的Si3N4粉体无压烧结氮化硅陶瓷套管

使用燃烧合成的β-Si3N4粉体做原料,以MgO-CeO2体系为添加剂,通过无压烧结工艺制备了氮化硅陶瓷套管。研究了原料起始粒度、升温制度对产物相对密度的影响,并探讨了烧结产物的性能特征和使用状况。研究结果表明,原料起始粒度为1.02μm时烧结产物的相对密度达到最大值。采用多段烧结制度,不但可以提高产物的致密化程度,而且可以提高氮化硅陶瓷的高温机械性能。分段烧结保证了产物中棒状Si3N4颗粒的生长条件,并提高材料的韧性性能。优化配方后烧结的氮化硅陶瓷套管,在多次浸渍高温铝液后不开裂,适用于炼铝用的保护套管。     

Synthesis and Characterization of Ethylene‐Bridged Copolycarbosilazane as Precursors for Silicon Carbonitride Ceramics

An ethylene‐bridged copolycarbosilazane precursor of copolysilylethylenediamine (co‐PSDA) is synthesized by polycondensation of ethylenediamine with the mixture of vinylmethyldichlorosilane and methyldichlorosilane in the presence of triethylamine as acid absorbing agent. Fourier transform infrared (FTIR) and nuclear magnetic resonance (NMR, ¹H NMR and ¹³C NMR) spectral analysis of the as‐synthesized co‐PSDA suggests a structure of ethylene‐bridged polycarbosilazane having –Si–N–C–C–N– as backbone chain with –CH=CH₂, –H and –CH₃ attached to Si as side groups. Co‐PSDA can be cross‐linked at 80°C using 2, 2‐azobisisobutyronitrile as initiator through the polyaddition of the vinyl group and dehydrogenation/deamination of Si–H and N–H. Then the cross‐linked co‐PSDA precursor is pyrolyzed at 1000°C in argon, giving out amorphous silicon carbon nitride (SiCN) ceramics with a high ceramic yield of 76 wt%. The obtained SiCN ceramics consist of nitrogen‐rich silicon sites of SiN₄ as predominant component and some SiCN₃ sites, which should arise from the breaking of N–C bonds below 600°C and the formation of active N–Si bonds.     

高强度低介电氮化硅陶瓷的制备及性能研究

采用氮化硅（Si3N4）、氮化硼（BN）等原料,通过气氛压力烧结工艺（GPS）研制出了高强度低介电Si3N4基复合陶瓷材料。研究了Si3N4加入量对复合材料力学和介电性能的影响,分析了该材料的显微结构特点。实验结果表明：通过加入27％Si3N4制备的氮化硅基复合材料,其室温抗弯强度（σRT）为366MPa,介电常数（ε）为5．2,介电损耗（tanδ）为9×10^-3。