铝粉及助烧剂添加量对刚玉-Sialon-TiN抗热震性能的影响

以金红石、石英和铝粉为主要原料,在1500℃下经过4 h还原氮化一步制备出刚玉-Sialon-Ti N复相材料。研究了不同Al粉添加量和不同助烧剂添加量下试样的热震稳定性。结果表明:合成的复相材料以刚玉为主体,并有少量六方柱状β-Sialon、颗粒状刚玉和Ti N生成,填充在孔洞和缝隙中;试样经过1次水冷热震后残余抗折强度的变化趋势和热震前试样的抗折强度变化趋势保持一致,都是随着铝粉添加量的增加而增大,且强度保持率都高于67%,添加过量10%铝粉的试样有最大强度保持率88.83%;未加助烧剂试样的抗折强度为32.55 MPa,加入Y_2O_3和La_2O_3作为助烧剂后,试样的抗折强度最大可达到58.67 MPa,抗折强度显著增大,热震稳定性相对提高。添加2.5%(Y_2O_3+La_2O_3)的试样具有相对更优的抗热震性能。     

钙长石/莫来石复相耐高温材料的物相设计

以高铝矾土、苏州土、蓝晶石、和半水石膏为主要原料,添加Ca(OH)_2作为钙源,进行了钙长石莫来石复相耐高温材料的物相设计.利用XRD和SEM研究了不同的原料配比、合成温度对高温固相合成钙长石莫来石复相耐高温材料的物相和显微结构的影响.结果表明,在1400 ℃保温3 h,原料通过高温固相反应法可以得到钙长石和莫来石为主要物相的复相耐高温材料.     

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.     

发电机电极用BN-TiC复相导电陶瓷的制备及性能

以微米BN、微米TiC以及微米TiB_2为主要原料,以微米Y_2O_3和微米ZrB_2为添加剂,采用真空热压烧结工艺制备了BN-TiC复相导电陶瓷材料。分析了烧结样品的相对密度、抗折强度、电阻率以及抗热震性能。结果表明,当微米BN添加量为70wt%,微米TiC为15wt%,微米TiB_2为10wt%,微米ZrB_2为2.5wt%以及微米Y_2O_3为2.5wt%时,烧结温度1800℃C时,所制备的BN-TiC复相导电陶瓷材料性能最佳,其相对密度为98.9%,抗折强度为626.9MPa,电阻率值770μΩ·cm,1000℃至室温水冷50次无裂纹出现。     

Hf6Ta2O17材料的合成和热膨胀性能

以HfO2、Ta2O5粉体为原料,采用固相法合成Hf6Ta2O17材料。在空气气氛下1600℃常压烧结8h制备块体试样。用X射线衍射(XRD)仪检测合成粉体的相结构,通过场发射扫描电镜(SEM)观察试样的微观形貌,用热膨胀仪检测试样的热膨胀系数(TEC)。结果表明:固相法可以制备纯净单相的Hf6Ta2O17材料和比较致密的块体试样;Hf6Ta2O17材料在20~1400℃温度范围内没有相变,其高温相稳定性优于YSZ材料;Hf6Ta2O17在1200℃的热膨胀系数为9.59×10-6/℃,与YSZ材料的热膨胀系数接近,有望用于热障涂层。     

AlON粉体的合成

以α-Al_2O_3和AlN为原料,利用高温固相反应在氮气气氛下常压合成了AlON粉体.研究了成分配比、合成温度、保温时间对合成AlON粉体含量的影响,并通过热分析测试了合成过程热流和质量的变化.结果表明,当原料Al_2O_3和AlN的质量比为81:18、合成工艺为1750 ℃, 2 h时,得到AlON相的含量达到95%以上.     

SiO2微粉含量对铝硅系耐火材料组织与性能的影响

以焦宝石为主要原料,结合铝酸钙水泥系统,分别研究了不同SiO2微粉加入量对铝硅系耐火材料组织与力学性能的影响.检测600、800、1000和1300 ℃热处理后试样的线变化率、常温抗折强度、常温耐压强度和常温耐磨性能,并用扫描电镜观察试样的显微结构.结果表明,经过1300 ℃热处理后,随着SiO2微粉含量的增加,试样的线收缩率增加.随着SiO2微粉含量的增加,试样的常温抗折强度和常温耐压强度逐渐增加,耐磨性能越来越好.本试验条件下,SiO2微粉加入量为5%时,材料的性能最好.     

采用铝灰和粉煤灰合成Sialon粉

以铝灰、粉煤灰和碳黑为主要原料,采用碳热铝热复合还原氮化工艺制备了Sialon粉体.研究了原料组成(Si/Al比分别为1.5、1和0.27)、碳黑含量(分别为10%、17%、22%和27%)以及合成反应温度(分别为1400, 1450, 1500 ℃)对生成物相的影响.结果表明,合成温度为1450 ℃,可以得到较纯的物相;随着还原剂碳黑含量的增加,使还原氮化反应进行的更为充分;在原料中Si/Al比为1时,加入17%的碳黑可以得到主要物相为Si_3Al_3O_3N_55(β-Sialon,z=3)和SiAl_4O_2N_4(15R)的产物;在原料中Si/Al比为1.5时,即加入80%的粉煤灰,在1450 ℃可以制备较纯的Si_3Al_3O_3N_5粉.     

纳米SiC对Al_2O_3-SiC-C质浇注料性能的影响

以ω(Al_2O_3)＞99.1%的电熔致密刚玉,粒度＜0.074 mm、ω(SiC)＞97%的碳化硅等为主要原料,SiO_2微粉、沥青和Alphabond为添加物,研究了纳米SiC加入量(质量分数,下同)分别为0, 0.5%, 1%, 1.5%和2%时对Alpha-bond结合的Al_2O_3-SiC-C质浇注料的流动值、常规物理性能、高温抗折强度和抗渣性的影响.采用XRD衍射仪和SEM对实验后的试样进行了物相和显微结构分析.结果表明:采用细粉预混法引入纳米SiC,使Al_2O_3-SiC-C质浇注料更为致密;在保持浇注料流动性相当的条件下,纳米SiC加入量增加到2%,浇注料加水量从3.83%增加到4.67%,增幅为22%,说明纳米SiC的引入对浇注料的流动性影响较大;纳米SiC的加入,对浇注料的常温抗折强度和耐压强度影响不大,高温抗折强度在纳米SiC加入量为0.5%时最高,提高幅度为4%;物相分析表明,添加1.0%纳米SiC后的试样中生成的莫来石比不加纳米SiC试样中生成的少,刚玉的量跟不加纳米SiC试样中的相当,SiC的量比不加纳米SiC试样中剩余的多;静态坩埚抗渣实验表明,含纳米SiC的浇注料,在加入1.0%纳米Al_2O_3时,抗渣渗透性得到显著改善,而抗渣侵蚀性变化不明显.     

三元共晶成分Al_2O_3/YAG/ZrO_2粉体及陶瓷的制备与组织性能

采用醇水共沉淀法制备了三元共晶成分Al_2O_3/YAG/ZrO_2粉体,在600~1350℃温度范围煅烧后研究其物相转变过程。经1300℃煅烧后Al_2O_3/YAG/ZrO_2共晶成分粉体的物相由α-Al_2O_3、c-ZrO_2和YAG构成,且具有α-Al_2O_3相包裹c-ZrO_2相的特殊结构。将煅烧粉体在1550℃下热压烧结,制备具有内晶型结构的共晶成分Al_2O_3/YAG/ZrO_2复相陶瓷,其致密度、室温抗弯强度、断裂韧性和高温(1000℃)抗弯强度分别为98.8%、420 MPa、3.69 MPa·m~(1/2)和464 MPa,并对复相陶瓷组织结构的形成机理进行了探讨。     

热压反应烧结制备ZrB2-SiC复合材料的工艺及性能研究

以二硼化锆、正硅酸乙酯、蔗糖为原料,采用溶胶-凝胶法制备ZrB2-SiC前躯体,然后利用热压反应烧结方法,在1800℃,30MPa压力,流动的Ar气氛条件下,制备出高致密的ZrB2-SiC复合材料。其最大相对密度达到99.6%。ZrB2-SiC复合材料的抗弯强度和断裂韧性都随着SiC含量的增加先增加后降低。当SiC含量为20%时,ZrB2-SiC复合材料断裂韧性最大达到5.1MPa·m1/2。ZrB2-SiC复合材料的最大弯曲强度为272MPa,比报道出的值要低,这可能与过大的ZrB2晶粒有关。但当SiC含量为30%时,由于出现大量气孔而使材料不致密,从而导致其力学性能下降。     

2.5D SiO_(2f)/SiO_2复合材料制备工艺及性能研究

采用溶胶-凝胶工艺制备2.5D SiO_(2f)/ SiO_2复合材料,并对工艺参数进行了优化.研究表明:以固含量为30.73 %的硅溶胶为浸渍浆料,采用微波干燥方式,烧结温度为900 ℃时制备的复合材料具有较好的性能.经过7个制备周期后,复合材料的密度为1.65 g/cm~3,此时弯曲强度最大,可达80.7 MPa;800 ℃下烧成的材料具有最大的剪切强度和断裂韧性,分别为56.6 MPa和3.5 MPa·m~(1/2).测得试样介电常数为3.4,较好的满足了天线罩材料的介电性能要求.     

Cu-Cr复合材料的燃烧合成-熔铸过程的研究

提出了制备大功率真空断路器中Cu-Cr触头复合材料的燃烧合成-熔铸工艺.通过对CuO-Cr2O3-Al反应体系的热力学计算,分析了该体系发生燃烧合成反应并形成Cu-Cr合金熔体的可行性,研究了熔体的凝固过程和最终获得材料的显微组织.结果表明,以廉价的CuO、Cr2O3、和Al粉为原料,利用燃烧合成-熔铸工艺可以制备晶粒细小的Cu-Cr复合材料.     

硅树脂浓度对PIP制备3D C_f/Si-O-C材料性能的影响

以三维碳纤维织物和廉价的硅树脂为原料,采用先驱体转化工艺制备3D C_f/Si-O-C材料,考察了硅树脂浓度对材料微观结构与力学性能的影响.结果表明:随着硅树脂浓度的增加,3D C_f/Si-O-C材料的密度增加,孔隙率下降,材料的弯曲强度增加,当硅树脂浓度达到54.5%时,材料的弯曲强度达到360.6 MPa;而随着硅树脂浓度的进一步增加,材料的密度虽然进一步增加,但弯曲强度和断裂韧性却明显下降,这主要是由于硅树脂浓度过高时,所制备的材料基体与纤维结合较紧,界面结合较差的原因造成的.     

燃烧合成-热压制备Al_2O_3-TiC-ZrO_2纳米复合陶瓷的力学性能与显微结构

以ＴｉＯ２,Ａｌ;Ｃ,纳米 ＺｒＯ２粒子为原料,利用燃烧合成－热压工艺制备了Ａｌ２Ｏ３－ＴｉＣ－ＺｒＯ２纳米复合陶瓷．添加ＺｒＯ２可使 Ａｌ２Ｏ３－ＴｉＣ断裂方式由沿晶断裂转变为穿晶断裂．ＺｒＯ２纳米粒子弥散于基体中,其周围产生的应力集中可引发位错,起到亚晶界的作甲,并可使位错钉扎、堆积,阻碍位错运动,从而使复合陶瓷的力学性能得到明显改善：抗弯强度为７０６ＭＰａ,提高幅度达１９．８％;断裂韧性为 ６．３ ＭＰａ·ｍ１／２,提高幅度１８．９％;洛氏硬度为 ９４．４．     

再生料制备的硬质合金组织与性能研究

以电解法回收的WC粉和Co粉为原料,通过高能球磨、压制成型和1400℃真空烧结制成YG6、YG8、YG11三种合金,检测了合金的硬度、密度、抗弯强度、金相等力学性能及微观组织。分析讨论了回收WC粉、Co粉与原生WC粉、Co粉在化学成分、颗粒形貌等方面的不同,通过断口观察测量断裂源缺陷尺寸,分析讨论再生料制备的硬质合金缺陷尺寸与强度的关系。     

WCu复合材料掺杂Zr、Cr的力学及抗热震性能分析

为了强化W/Cu界面,通过在钨骨架中熔渗掺杂有Zr、Cr的铜合金,制备了WCu复合材料。研究了掺杂Zr、Cr对WCu复合材料的力学性能（包括弯曲强度及冲击韧性）及抗热震性能的影响。结果表明,少量的掺杂Zr、Cr可以有效提高WCu复合材料的弯曲强度及冲击韧性。随着热震温度的提高,WCu复合材料的弯曲强度降低,而Zr、Cr的掺杂可明显提高WCu复合材料的抗热震性能。     

Sm_2O_3掺杂强韧化TiAl复合材料

以Ti,Al,TiO2和Sm2O3为原料,利用原位合成法制备Al2O3/TiAl复合材料;并借助XRD、SEM和力学性能测试,研究Sm2O3掺杂对Al2O3/TiAl复合材料微观结构和力学性能的影响。结果表明：掺杂Sm2O3的Al2O3/TiAl复合材料由γ-TiAl/α2-Ti3Al基体相以及Al2O3、SmAl增强相组成;掺杂Sm2O3细化了复合材料的微观结构,改善了TiAl复合材料的力学性能;当Sm含量为5%（质量分数）时,该复合材料的弯曲强度和断裂韧性达到最大,分别为658.9MPa和10.13MPa·m1/2。     

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.     

Fabrication of Y2Si2O7 coating and its oxidation protection for C/SiC composites

Yttrium silicate (Y₂Si₂O₇) coating was fabricated on C/SiC composites through dip-coating with silicone resin + Y₂O₃ powder slurry as raw materials. The synthesis, microstructure and oxidation resistance and the anti-oxidation mechanism of Y₂Si₂O₇ coating were in–estigated. Y₂Si₂O₇ can be synthesized by the pyrolysis of Y₂O₃ powder filled silicone resin at mass ratio of 54.2:45.8 and 800 °C in air and then heat treated at 1400 °C under Ar. The as-fabricated coating shows high density and fa–orable bonding to C/SiC composites. After oxidation in air at 1400, 1500 and 1600 °C for 30 min, the coating-containing composites possess 130%–140% of original flexural strength. The desirable thermal stability and the further densification of coating during oxidation are responsible for the excellent oxidation resistance. In addition, the formation of eutectic Y–Si–Al–O glassy phase between Y₂Si₂O₇ and Al₂O₃ sample bracket at 1500 °C is disco–ered.