太阳能热发电用氧化铝-碳化硅-氧化锆储热陶瓷的制备及表征

以α-Al2O3、部分稳定氧化锆(5.2%Y2O3,质量分数)和碳化硅为原料,采用无压烧成技术制备了太阳能热发电用 Al2O3–SiC–ZrO2(ASZ)储热陶瓷,研究了碳化硅和氧化锆添加量对 ASZ 储热陶瓷样品结构与性能的影响。结果表明：随着碳化硅添加量的增加,样品的力学性能、抗热震性和热物理性能均有提高;添加氧化锆可提高样品的力学性能和抗热震性能;经1280℃烧成的碳化硅添加量为50%、部分稳定氧化锆添加量为5%的样品的显气孔率、吸水率、体积密度和抗折强度分别为24.88%、10.44%、2.38 g/cm3和66.20 MPa;样品的比热容、导热系数和储热密度(600℃时)分别为1.05 kJ/(kg·K),2.26 W/(m·K)和916.91 kJ/kg。热震试验30次(室温～800℃)样品无裂纹,强度增长率为27.89%。     

烧结工艺和粘结剂对SiC泡沫陶瓷网络结构的影响

主要阐述了SiC基泡沫陶瓷的结构、性能、制造工艺和应用前景。使用了有机前驱体浸渍法制备SiC基泡沫陶瓷,通过比较在不同条件下(不同粘结剂含量和烧成温度保温时间)试样的常温耐压强度、热震稳定性、容重和孔隙率等性能参数,并用扫描电镜(SEM)对泡沫陶瓷显微结构进行了形貌分析,系统的分析实验条件对试样的影响。实验结果表明:SiC基泡沫陶瓷在1 450℃时的烧结保温3 h比保温2 h和4 h的热震次数多和抗压强度高;粘结剂的加入能够有效提高坯体的挂浆效果,较高温度烧结会导致烧结体产生大量玻璃相,降低其耐火度和高温强度。在1 450℃保温3 h粘结剂加入量为8%的SiC基泡沫陶瓷抗压强度为0.632 MPa,900℃加热、20℃水急冷其热震次数高达16次。烧结温度为1 450℃时制备的SiC基泡沫陶瓷过滤器具有较好的综合性能。     

二次挂浆工艺对铸造用SiC基泡沫陶瓷性能的影响

采用有机前驱体浸渍法制备SiC基泡沫陶瓷过滤器。研究了一次挂浆后的坯体分别经烘干和预烧后进行二次挂浆,制备的泡沫陶瓷在质量增加和抗热震性方面的差异,以及预烧温度对质量增加和抗热震性的影响。结果表明:1)二次挂浆制备工艺制备的SiC基泡沫陶瓷的室温抗压强度明显高于一次挂浆工艺制备的,但抗热震性又明显低于一次挂浆的。2)对二次挂浆制备的泡沫陶瓷,无论是相同的浆料二次挂浆还是不同浆料同样挂浆量挂浆,烘干后直接进行二次挂浆制得的SiC基试样的热震次数要远高于经预烧后进行二次挂浆制得试样的。3)对预烧后二次挂浆制备的泡沫陶瓷,预烧温度越高,其抗热震性越差。     

凝胶结合Al_2O_3-ZrO_2复相陶瓷性能研究

研究了凝胶结合剂对Al2O3-ZrO2二元复相陶瓷性能的影响。实验以ZrOCl2.8H2O和AlCl3.6H2O为原料,通过一定的工艺分别制得Zr(OH)4和Al(OH)3溶胶,将两种溶胶强制搅拌混合、静置水洗得到凝胶,凝胶经醇水交换、干燥、研磨和煅烧制得Al2O3-ZrO2复合粉。将凝胶按照一定的比例加入到Al2O3-ZrO2复合粉中混合后半干压成型,分别在1630℃、1650℃、1780℃、1800℃下保温3小时烧成并测定其性能。结果表明:当凝胶结合剂的添加量为15%时,烧成温度大幅度降低至1650℃,此时试样有最佳力学性能和抗热震性能,试样的显气孔率为3.7%,体积密度为4.53g/cm3,耐压强度达到488Mpa,抗热震次数4次。     

工艺因素对α-Al2O3多孔陶瓷载体性能的影响

本文采用不同颗粒级配的α-Al2O3为骨料,以固相烧结法制备样品,采用扫描电镜分析试样的平均孔径;用真空法测显气孔率和吸水率;用机械拉力试验机测抗压强度。通过调整球磨时间、烧成温度、保温时间,探讨多孔陶瓷性能与工艺因素的关系。结果表明：球磨时间在1．5～2．5h,烧成温度在1200～1250℃。保温20～40min时,可制得平均孔径1～2μm、显气孔率40％～50％、抗压强度15～30MPa的α-Al2O3多孔陶瓷载体。     

Al2O3基泡沫陶瓷的研究

以Al2O3和锆英石为主要原料制备了具较高强度及抗热震性的泡沫陶瓷并进行了性能研究与应用试验。结果表明：当锆英石含量为30%时,材料的抗弯强度最大,达3.84MPa;随锆英石含量的提高,抗热震性能增强;泡沫陶瓷的孔隙率与锆英石含量无关,为80-81%,泡沫陶瓷过滤器能有效滤除铸液中夹杂物。     

电解锰废渣-废陶瓷磨细粉制备再生陶瓷砖

以电解锰废渣、废陶瓷磨细粉制备再生陶瓷墙地砖.以抗压强度、吸水率、气孔率、体积密度为主要参考指标,研究再生陶瓷墙地砖的最佳配合比及最佳烧成制度,探讨烧成制度对其性能的影响.结果表明:影响再生陶瓷墙地砖性能的主要因素由大到小依次为烧成温度、保温时间、成型压力.随着烧成温度的提高,样品抗压强度先增大而后降低,吸水率先降低后增大.再生陶瓷墙地砖的最佳配合比为10％电解锰废渣、90％废陶瓷磨细粉.最佳烧成温度为1150℃、保温时间为90 min、成型压力为98 MPa.制得样品的吸水率为0.75％,抗压强度为25.2MPa、体积密度为2.88 g/cm3,符合GB/4100-2006《陶瓷砖》中BIa类标准.     

Al2TiO5-SiO2-Al2O3复合材料的研究

以Al2TiO5微细粉、SiO2-Al2O3微细粉为原料,外加6%(质量分数,下同)PVA结合剂,100 MPa压力成型,1400 ℃保温1 h烧成,制备出低热膨胀系数,抗热震性能优于SiO2-Al2O3材料的Al2TiO5-SiO2-Al2O3复合材料.对复合材料的性能测定分析,研究不同的Al2TiO5含量、烧结温度等对Al2TiO5-SiO2-Al2O3复合材料性能的影响,获得了制备性能优良的Al2TiO5-SiO2-Al2O3复合材料的最佳工艺参数.     

Al2TiO5添加量对MgO-Al2TiO5复合陶瓷烧结及抗热震性的影响

以纳米MgO粉为原料,选用以纳米Al2O3粉和纳米TiO2粉经1500℃保温3 h烧结制备的Al2TiO5为添加剂,采用固相烧结法经1500℃保温3 h制备了Al2TiO5质量分数分别为0、5%、10%和20%的MgO-Al2TiO5复合陶瓷,并采用XRD、SEM和EDS等研究了Al2TiO5添加量对MgO-Al2TiO5复合陶瓷烧结性能及抗热震性能的影响。结果表明:添加Al2TiO5有利于促进复合陶瓷的烧结,其体积密度和线收缩率随Al2TiO5添加量的增加而增大,当Al2TiO5添加量为20%(w)时,其体积密度和线收缩率分别为3.68 g·cm-3和22.07%;当Al2TiO5添加量为10%(w)时,其抗热震性能最佳。Al2TiO5位于方镁石晶粒交界处,抑制方镁石晶粒生长,阻碍裂纹扩展,使MgO-Al2TiO5复合陶瓷的抗热震性能得到改善。     

工艺参数对煤矿废弃物泡沫隔热陶瓷孔结构和力学性能的影响

以煤矿固体废弃物煤矸石和煤炭伴生页岩为主要原材料,抛光渣为造孔剂、滑石为助熔剂,制备泡沫陶瓷.研究烧成温度、保温时间和球磨时间等工艺参数对泡沫隔热陶瓷孔结构、表观密度、孔隙率和力学性能的影响.研究结果表明,随着烧成温度升高,泡沫陶瓷的孔径和孔隙率增大,材料的致密度和孔密度降低,抗压强度减小.并随着保温时间的延长,泡沫陶瓷的孔径和孔隙率先增大而后趋于平缓,发泡状况更加完善.当烧成温度、保温时间和球磨时间等工艺参数分别为1200℃、30 min和40 min时,泡沫陶瓷的孔径小且孔分布均匀,在0.6～0.8 mm孔径区间集聚度达80.6％,孔隙率大于70％,抗压强度大于12 MPa.     

红柱石基刚玉-莫来石复相陶瓷的显微结构及性能

以红柱石颗粒为主要骨料,辅以莫来石颗粒和刚玉颗粒,硅微粉、铝微粉为基质料,经混合、困料及成型后,经不同温度下烧成4h,制得莫来石基刚玉-莫来石复相陶瓷,分析了烧成温度对复相陶瓷的物相组成、显微结构、烧成性能、力学性能及热学性能。结果表明:红柱石在高温下转化成针状和柱状莫来石改善复相陶瓷的烧成性能和抗热震性能;在1480℃烧成时,红柱石刚玉-莫来石复相陶瓷具有优越性能,其抗折强度为15.4MPa,耐压强度为91.6MPa,热膨胀系数为5.5×10-6/K,1100℃下水冷的抗热震次数达到99次。     

刚玉–莫来石–镁铝尖晶石复合陶瓷的原位合成及热震行为

以α-Al2O3、苏州土、滑石和石英为主要原料,采用无压烧结制备了刚玉–莫来石–镁铝尖晶石多相复合陶瓷,研究了烧结温度对样品的体积密度、线性收缩率和吸水率等烧结性能以及机械性能的影响。通过X射线衍射和扫描电子显微镜分析了复相陶瓷热震前后的物相组成和显微结构。结果发现：经1480℃烧结的样品吸水率为0.19%,体积密度为3.06g/cm3,抗折强度达99.59MPa,复合材料有较好的热震性能,1100℃空冷热震损失率仅6.9%,可耐受17次热冲击。该复相陶瓷可作为潜在的太阳能热发电材料。     

热处理制度对微晶泡沫玻璃性能的影响

以粉煤灰为主要原料,用CaCO3作为发泡剂,Na3PO4·12H2O作为稳泡剂,制备出了性能优良微晶泡沫玻璃。研究了发泡温度、发泡时间等因素对微晶泡沫玻璃性能的影响。结果表明,随着发泡温度的升高和保温时间的增加,体积密度均先减小后增大,最佳发泡温度1025℃,发泡时间30min。析出的晶体有钙长石CaAl2Si2O8、普通辉石Ca(Mg,Fe,Al)(Si,Al)2O6;密度为1.02g.cm-3;热膨胀系数为7.51×10-6/℃;抗压强度为19.2MPa;抗弯强度为16.3MPa。     

中铝质闭孔泡沫陶瓷砖的制备和性能研究

采用发泡法,以废石膏为发泡剂,通过干压成型工艺制备出了中铝质闭孔泡沫陶瓷砖。主要探讨了助烧熔剂和烧成制度等因素对闭孔泡沫陶瓷砖性能的影响。采用真空密度仪、万能测试机、导热仪分别测试了样品的真密度、抗压强度、导热系数,采用排水法测量了样品的体积密度、闭孔气孔率,通过SEM分析了样品的闭孔分布。实验结果表明:样品的真密度为2.691g/cm3,体积密度为1.324 g/cm3,抗压强度为4.82MPa,热导率为0.173 W/(m.k),闭孔气孔率为57.2%,,样品内闭孔分布均匀。     

添加ZrO_2对Ta_2O_5陶瓷结构与性能的影响

以ZrO2和Ta2O5粉体为原料,采用固相反应法制备了ZrO2掺杂Ta2O5陶瓷。研究了ZrO2掺杂对Ta2O5陶瓷的相组成、微观结构、抗弯强度、热膨胀系数和抗热震性能的影响。结果表明:ZrO2掺杂可在烧成过程中抑制β-Ta2O5相向α-Ta2O5相的转变,5%(质量分数,下同)ZrO2掺杂Ta2O5陶瓷为β-Ta2O5单相固溶体。3%ZrO2掺杂,显著抑制了Ta2O5陶瓷高温烧结过程中的晶粒长大,避免了晶界开裂;掺杂量达到5%以上时,可显著促进Ta2O5陶瓷的烧结致密化。5%ZrO2掺杂的Ta2O5陶瓷表现出较高的抗弯强度(74.5MPa),低的热膨胀系数(1.96×10-6/℃)和良好的抗热震性能。     

Preparation and properties of ferrimagnetic glass–ceramic foams based on pyrite slag

By employing a melt-sintering method, we prepared a new type of ferrimagnetic glass–ceramic foam (FGCF) using ferrimagnetic glass–ceramic and foaming agent SrCO₃. The ferrimagnetic glass–ceramics were fabricated based on pyrite slag by a melt-quenching method. The effects of foaming agent content, sintering temperature and time on microstructure, magnetic properties, microwave absorption performance, compressive strength, and thermal conductivity of the as-obtained FGCF were analyzed. This foaming process at 1100°C for 40 min with 3-wt% SrCO₃ provided an FGCF with a bulk density of .693 g/cm³, a porosity of 63.60%, a specific saturation magnetic moment of 5.2 A m²/kg, a compressive strength of 2.61 MPa, a thermal conductivity of .241 W/(m K), and the calculated reflection loss of −12.1 dB for a layer thickness of 9 mm.     

金属支撑平板陶瓷膜制备与性能

研究金属支撑平板陶瓷膜的制备工艺技术,陶瓷膜的组成、烧成温度、碳含量对材料性能(孔隙率、孔径、强度等)的影响,比较几种材料的陶瓷隔膜碱蚀量与电解实验结果.     

有机前驱体浸渍法制备碳化硅泡沫陶瓷的性能改进

本文对有机前驱体浸渍法制备的碳化硅泡沫陶瓷进行渗硅处理,使碳化硅泡沫陶瓷的孔筋结构致密,20%体积分数陶瓷体的抗压强度达到32MPa,抗热震性能优良,导电特性发生变化。     

Sialon/Al2O3复相材料的合成工艺与性能

研究了利用粘土和Al2 O3 粉还原氮化一步合成Sialon Al2 O3 复相材料的制备工艺 ,并对其物相组成及Sialon相含量对抗折强度、体密度、抗热震稳定性的影响进行了研究。结果表明 ,此工艺简单可行 ,复相材料的抗折强度和抗热震稳定性均随Sialon相含量的增加而提高 ,而体密度则下降。