ZrB2对Al2O3-ZrB2-SiC复相陶瓷室温力学性能影响

Al2O3陶瓷具有优异的室温和高温性能,但其脆性大,断裂韧性较低,限制了其应用.采用热压烧结工艺制备了应用于不同环境的Al2O3-ZrB2-SiC复相陶瓷(简称AZS),主要研究不同含量的ZrB2对Al2O3-SiC基陶瓷性能的影响.力学性能研究发现,当Al2O3陶瓷中ZrB2和SiC的体积百分比分别为20％和5％时,AZS3陶瓷具有最高的强度和韧性,分别为508.5MPa和6.65MPa· m1/2,相比纯氧化铝陶瓷的468.6MPa和5.56 MPa· m1/22提高了8.5％和19.6％.     

用煤矸石制备Al2O3-SiC复相粉体的研究

以煤矸石和碳质材料(工业炭黑、活性炭、无烟煤)为主要原料,在流动氩气中碳热还原制备了A l2O3-SiC复相粉体,研究了碳过量数、碳源、反应温度、保温时间、成型压力、添加剂种类及数量等工艺参数对制备的A l2O3-SiC复相粉体的相组成和显微结构的影响。结果表明,反应温度、保温时间及氯化物添加剂对煤矸石碳热还原反应有显著影响。通过优化工艺,以煤矸石为基料,加入适量炭黑,在1 550℃3 h下制备出了w(A l2O3)=58%、w(SiC)=42%的复相粉体,其粒度d50≤5μm;加入适量添加剂,可降低合成温度50℃。     

添加Al2 O3-SiC复相粉体对高炉用炮泥性能的影响研究

本文以棕刚玉、SiC粉、粘土、蓝晶石粉、焦炭粉、沥青粉和Fe-Si3 N4为原料,以焦油为结合剂,分别添加不同质量分数(0、2％、5％、10％、15％和20％)的自制Al2 O3-SiC复相粉体制备得到无水炮泥,并对其体积密度、显气孔率、抗折强度和抗渣性能进行了研究.通过SEM研究了炮泥试样的抗渣侵后产物的显微结构,探讨了不同添加量的Al2 O3-SiC复相粉体对炮泥性能的影响.研究表明:Al2 O3-SiC复相粉体的添加量为10％时,制备的炮泥试样抗折性能最好.在还原气氛下,添加Al2 O3-SiC复相粉体的炮泥具有良好的抗渣性能.     

TiN改性Al2O3纳米复相陶瓷的研究进展

Al2O3陶瓷具有高硬度、耐高温、耐腐蚀和耐磨损等优点．是应用最广泛的陶瓷之一．但脆性大．难以加工．严重限制了它的应用范围。主要介绍了TiN改性Al2O3纳米陶瓷的研究进展．与SiC、ZrO2改性Al2O3纳米陶瓷相比,TiN—Al2O3纳米复相陶瓷不仅力学性能优异,而且具有导电能力,可用于电火花加工．扩大了Al2O3陶瓷的应用范围。最后对Al2O3纳米复相陶瓷的发展前景作了展望。     

ZrO2-Al2O3复相陶瓷的研究

以纳米ZrO 、微米Al O 为原料,采用无压烧结方式制备了ZTA 复相陶瓷。结果表明:nano-ZrO 的 2 2 3 2加入有利于制备细晶ZTA 复相陶瓷。此外,nano-ZrO 的加入对 Al O 陶瓷的显微结构也产生影响,ZrO 颗粒以 2 2 3 2“晶内型”和晶界型两种形式存在。合理的配方组成及制备工艺有利于 Z r O 以四方亚稳相存在。Z r O 含量为 2 23 0 w t % 时,其四方相含量可达 6 9 %,有利于应力诱导相变增韧,该 Z T A 复相陶瓷的抗弯强度、断裂韧性分别达到 604MPa、6.87MPa·m1/2。     

Al2O3-SiC复相陶瓷材料制备方法的研究现状

简要论述了Al2O3-SiC复相陶瓷材料的常用制备方法,如无压烧结法、热压烧结法、气压烧结法和溶胶-凝胶法等,重点介绍了碳热还原法。对以不同原料制备Al2O3-SiC复相陶瓷材料的碳热还原法进行了比较,指出了这方面研究的不足之处和下一步研究的方向。     

Al2O3-TiC基复相陶瓷的制备和性能

Al2O3-TiC基复相陶瓷具有高强度、高硬度和较好的高温稳定性,常用于刀具、发热体和电子器件。本文综述了Al2O3-TiC基复相陶瓷的各种制备方法及其优缺点、常温和高温性能、各种增韧手段和增韧机制,并展望了Al2O3-TiC基复相陶瓷研究的发展方向。     

Al2O3–TiC基复相陶瓷的制备和性能

Al2O3-TiC基复相陶瓷具有高强度、高硬度和较好的高温稳定性, 常用于刀具、发热体和电子器件. 本文综述了Al2O3-TiC基复相陶瓷的各种制备方法及其优缺点、常温和高温性能、各种增韧手段和增韧机制, 并展望了Al2O3-TiC基复相陶瓷研究的发展方向.     

Al2O3—TiB2—ZrO2复相陶瓷刀具应用研究

研究了Al2O3-TiB2-ZrO2三元复合刀具材料的力学性能、连续切削时的工况下磨损性能和断续切削抗冲击性能,结果表明ZrO2的加入,改善了材料的综合力学性能,提高了刀具的抗冲击能力,具有较好的切削加工性。     

ZrO2—3Al2O3—2SiO2—Al2O3／SiCn纳—微米复相陶瓷的反应烧结技术

概述复相陶瓷和纳米陶瓷的主要内容和机理,介绍反应烧结ZrO3-3Al2O3-2SiO2-Al2O3/SiCn纳米复相陶瓷技术的研究内容,技术路线,工艺原理和发展前景。     

莫来石结合Al2O3-SiC浇注料的显微结构特征

借助SEM和EDAX研究了莫来石结合Al2O3 -SiC浇注料的显微结构特征。结果表明 :在莫来石结合Al2 O3 -SiC浇注料中 ,莫来石相与填充在其间隙的玻璃相形成连续基质 ;刚玉颗粒与基质中SiO2 反应生成的二次莫来石与基质中的原生莫来石交错存在 ,构成网状结构 ;SiC颗粒表面高温氧化生成的SiO2 膜 ,改善了SiC颗粒与基质的润湿性 ,是其与基质直接结合的媒介。     

Al2O3-SiC复相粉对Al2O3-SiC-C材料性能的影响

以电熔白刚玉(3～1、≤1、≤0.044 mm)、Al2O3-SiC复相粉(d50≤5μm)、α-Al2O3微粉(d50=1.2μm)、SiC粉(≤0.044 mm)、鳞片石墨(≤0.088 mm)、Si粉(d50=42.8μm)和B4C(d50≤10μm)为主要原料,热固酚醛树脂为结合剂,研究了分别用4%、8%、12%、16%质量分数的Al2O3-SiC复相粉等比例取代α-Al2O3微粉和SiC细粉对Al2O3-SiC-C试样在180℃固化后和1 000、1 500℃埋焦炭热处理后的显气孔率、体积密度、常温抗折强度、常温耐压强度、高温抗折强度(1 400℃)、抗热震性(1 100℃,水冷)以及抗氧化性(1 000、1 500℃)的影响。结果表明:随Al2O3-SiC复相粉加入量的增加,试样经180℃固化后常温性能下降,1 000℃热处理后常温性能变化不大,1 500℃热处理后除耐压强度显著提高外,其余各项常温性能变化不大;而高温抗折强度下降,抗热震性明显提高,试样经1 500℃氧化后的抗氧化性以加入4%质量分数复相粉的最佳。其原因可能是由于该复相粉的粒度更细,反应活性更高,其氧化层中更易生成莫来石,形成表面致密层从而有效地阻碍氧气向材料内部扩散。     

熔铸AZS回收料对Al2O3-SiC制品性能的影响

采用75%的特级铝矾土熟料(w(Al2O3)>90%)作骨料,15%的冶金碳化硅(w(SiC)=97%)、8%的结合粘土及2%的硅粉作基质粉,成型后于1400℃保温6h烧成,制成混铁炉渣线、出铁口用普通Al2O3-SiC制品,并在此基础上分别用5%、10%和15%的玻璃窑用后的熔铸AZS回收料(≤1mm和≤0.088mm两种粒度)替代等量的矾土熟料制成改性Al2O3-SiC制品,研究了熔铸AZS回收料对制品常温物理性能、抗热震性、抗氧化性以及抗渣侵蚀性的影响。结果表明:熔铸AZS回收料的引入,增大了基质液相的粘度,改善了制品的显微结构,有利于制品抗热震性能的提高,并对高钙渣系具有良好的抗冲刷及抗侵蚀性;综合考虑材料的各种性能,熔铸AZS回收料的加入量以10%为佳。     

热压烧结Al2O3-ZrB2-SiC复相陶瓷的高温力学性能研究

为提高Al2O3陶瓷的高温力学性能,采用热压烧结工艺(烧结温度1 800℃,烧结压力20 MPa,保温1 h)制备了Al2O3-ZrB2-SiC复相陶瓷(简称AZS),并研究了ZrB2含量对Al2O3基陶瓷高温抗折强度和抗热震性的影响。结果表明:1)在Al2O3基陶瓷中加入第二相ZrB2能有效改善材料的高温抗折强度和高温强度保持率,在1 000和1 200℃时,加入20%体积分数ZrB2的AZS陶瓷试样具有最高的高温抗折强度,而加入24%体积分数ZrB2的AZS陶瓷试样具有最高的高温强度保持率。2)AZS陶瓷的抗热震性能优于纯Al2O3陶瓷。经100℃温差急冷后,加入20%体积分数ZrB2的AZS陶瓷具有最高的残余强度,比纯Al2O3陶瓷提高了17.2%;经300和500℃温差急冷后,加入24%体积分数ZrB2的AZS陶瓷都具有最高的残余强度,比Al2O3陶瓷分别提高了35.3%和20.9%。     

锆英石碳热还原制备ZrB2-ZrO2-SiC复合粉体

以锆英石、硼酸和炭黑为原料,在流通氩气气氛中于1 500℃煅烧制备ZrB₂-ZrO₂-SiC复合粉体,研究了保温时间（分别为3、6和9 h）和添加剂AlF₃添加量（质量分数分别为0、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%和2.5%）对合成产物物相组成和显微结构的影响。结果表明：1)将锆英石在流通氩气气氛中于1 500℃碳热还原可制备ZrB₂-ZrO₂-SiC复合粉体;ZrB₂、ZrO₂呈粒状,SiC呈纤维状。2)随着保温时间的延长,ZrB₂的量逐渐增多,m-ZrO₂和SiC的量均逐渐减少,非氧化物ZrB₂、SiC、ZrC的总量逐渐增多。3)与未添加AlF₃的试样相比,添加0.5%（w）AlF₃的试样中m-ZrO₂量显著减少,ZrB₂的量显著增多,SiC的量有所减少;但随着AlF     

Effect of Al_2O_3-SiC Composite Powder on Properties of Al_2O_3-SiC一C Bricks

Al2O3- SiC- C specimens were prepared using white fused corundum( 3- 1,≤1 and ≤0. 044 mm),Al2O3- SiC composite powders( d50≤5 μm),α-Al2O3micropowder( d50= 1. 2 μm),SiC powder( ≤0. 044mm),flake graphite( ≤0. 088 mm),Si powder( d50= 42. 8 μm) and B4C powder( d50≤10 μm) as main starting materials,and thermosetting phenolic resin as binder. 4%,8%,12% and 16%( in mass,the same hereinafter) of Al2O3- SiC composite powders substituted the same quantity of α-Al2O3micropowder + SiC powder.Effects of composite powder additions on apparent porosity,bulk density,cold modulus of rupture,cold crushing strength,hot modulus of rupture( 1 400 ℃),therma shock resistance( 1 100 ℃,water quenching) and oxidation resistance( 1 000 and 1 500 ℃) of Al2O3- SiC- C specimens after 180 ℃ curing,1 000 ℃ 3 h carbon-embedded firing and 1 500 ℃ 3 h carbon-embedded firing,respectively,were researched. The results indicate that:( 1) with the increase of Al2O3- SiC composite powder,cold strengths of the cured specimens decline,those of the specimens fired at 1 000 ℃ change a little,and those of the specimens fired at 1 500 ℃ change a little except for an obvious improvement of cold crushing strength;( 2) with the increase of Al2O3- SiC composite powder,hot modulus of rupture at 1 400 ℃ decreasesand thermal shock resistance enhances significantly;( 3) when Al2O3- SiC composite powder addition is4%,the oxidation resistance at 1 500 ℃ is the best,and the reason may be the composite powder is finer and more active,which is beneficial to form dense mullite protective layer to retard the O2diffusion into the specimens.     

合成ZrO2-SiC和工业SiC对Al2O3-C质耐火材料性能影响的对比

为了改善Al2O3-C质耐火材料的抗氧化性和抗热震性,向浇注料中分别添加0、2%、4%、6%的SiC或ZrO2-SiC复合粉,以酚醛树脂为结合剂,在200MPa下制备了2组试样,经250℃充分干燥后,于1400℃下埋炭处理2h,分别检测2组试样的抗氧化性和抗热震性,并采用XRD分析氧化后试样的相组成。结果发现,添加剂中SiC的氧化能有效保护试样中的碳,从而能减少试样的质量损失率和氧化面积,提高其抗氧化性能。由于ZrO2的微裂纹增韧及SiC的颗粒增韧作用,使试样的抗热震性能提高。在试验条件下,添加6%ZrO2-SiC复合粉或工业SiC粉时,试样的抗氧化性和抗热震性最佳。     

碳热还原锆英石合成ZrO2-SiC复合材料

以锆英石(粒度≤44μm)和炭黑(粒度≤30μm)为原料,按m(锆英石)∶m(炭黑)=100∶20的比例配料,于球磨罐中混匀后,以100MPa的压力压制成20mm×5mm的试样,在120℃下干燥12h后置于Ar气流量为1.5L·min-1的气氛炉内,分别在1450℃、1500℃、1550℃、1600℃和1650℃煅烧4h,自然冷却至室温后,通过化学分析测定SiC含量并计算SiO2的转化率,采用XRD分析试样的相组成,采用SEM观察试样的显微结构,并对碳热还原反应过程进行热力学分析。研究结果表明:1)以锆英石和炭黑为原料,利用碳热还原反应在Ar气氛下可以合成出ZrO2-SiC复合材料;2)通过控制煅烧温度或炉内CO气体分压,可以获得不同组成的复合材料;3)在本试验条件下,合成ZrO2-SiC复合材料的适宜温度为1600℃。