莫来石——钛酸铝复相陶瓷的强度与热膨胀性

本文介绍了莫来石－－钛酸铝复相陶瓷的室温强度和热膨胀－－冷却曲线等性能。重点分析了强度提高及冷却滞后现象的原因。     

莫来石—钛酸铝复相陶瓷的高温强度与热分解

本文介绍了莫来石－钛酸铝复相陶瓷的制备工艺及其主要性能，重点对它的高温强度、热分解及抗热震性等进行了讨论并提出了我们的见解。     

ZrO2矿化剂对钛酸铝材料结构与性能的影响

在利用铝型材厂污泥合成的Al2TiO5中添加少量ZrO2矿化剂,ZrO2矿化剂与Al2TiO5形成置换固溶体,能抑制Al2TiO5的分解,增加Al2TiO5含量和提高Al2TiO5的热稳定性.采用XRD和SEM表征试样的晶相结构和显微结构;用Rietveld Quantification 法确定各试样中各晶相含量;测试各试样的性能.结构与性能分析结果确定较佳ZrO2矿化剂添加量为2%,对应的抗折强度为35.32 MPa,体密度为2.86 g/cm3,气孔率为23.0%,吸水率为8.1%,热震后抗折强度保持率为84.2%.     

莫来石晶种对反应烧结ZrO2/莫来石复相陶瓷显微结构的影响

通过显微结构观察研究了莫来石晶种对反应烧结ZrO2/莫来石复相陶瓷显微结构的影响。研究结果表明：与不含晶种试样相比，添加Ma(d50=1.87μm)和Mb(d50=0.83μm)晶种试样的显微结构比较均匀，莫来石晶粒多呈等轴状，且大小均一，晶内型ZrO2和封闭气孔较少。添加晶种对莫来石晶粒有明显细化作用。但晶种添加量和晶种颗粒尺寸对反应生成莫来石的晶粒尺寸无明显影响。采用溶胶－凝胶法制备的莫来石晶种（Mc)使试样中长出了一定量的长柱状的莫来石晶粒。     

硅溶胶对刚玉莫来石复相陶瓷的性能影响

采用溶胶-凝胶法在刚玉-莫来石质材料中引入活性硅溶胶(SiO2),分析了硅溶胶对刚玉-莫来石复相陶瓷性能的影响机制。研究结果表明,SiO2在主体材料中形成纳米包裹薄膜,SiO2的分布可控、掺入均匀,从而提高了复相陶瓷的抗热震性、高温强度及蠕变性。加入SiO2溶胶产生的莫来石反应化和微裂纹增韧是刚玉-莫来石质材料热震稳定性提高的主要原因。     

莫来石凝胶粉──钛酸铝复相陶瓷的研究

初步研究了莫来石凝胶粉──钛酸铝复相陶瓷的室温与高温强度及抗热震性。结果表明，此复相陶瓷具有较高的室温及高温强度以及良好的抗热震性，室温强度的提高主要是由于莫来石抑制钛酸铝晶粒的生长并阻碍裂纹的扩展。高温强度的提高是由于裂纹弥合的结果。     

莫来石含量对堇青石-莫来石复相陶瓷性能的影响

以合成堇青石(≤0.074 mm)和合成莫来石(0.45～0.9 mm)为主要原料,a-Al2O3微粉(≤0.044 mm)、镁砂(≤0.054 mm)和熔融石英(≤0.054 mm)为添加剂,经细磨、造粒、成型后,于1 370℃4 h烧成后制备了莫来石质量分数分别为15%、20%、25%、30%、35%和40%的堇青石-莫来石复相陶瓷材料,研究了莫来石含量对复相陶瓷材料烧结性能、抗折强度、热膨胀性及抗热震性的影响.结果表明:随着莫来石含量的增加,堇青石一莫来石复相陶瓷材料的体积密度、显气孔率和热膨胀系数都呈上升趋势,而抗折强度呈降低趋势;适当提高莫来石含量有利于复相陶瓷材料的抗热震性,当莫来石含量达到30%时,材料的抗热震性最好.     

烧成制度对刚玉-莫来石陶瓷相含量、显微结构及性能的影响

本文介绍了采用挤出成型工艺制备结构陶瓷的过程,研究烧成制度对刚玉-莫来石结构陶瓷微观结构、相变反应及性能的影响。结果表明:当升温速率较快时,刚玉固溶和溶解速度较慢,残余刚玉量较高,生成玻璃相较少;随着温度升高,刚玉与莫来石的相对质量比越来越小,说明提高温度,加速了刚玉溶解,但是玻璃相/莫来石比值不同,更易受升温速率影响,快速升温时温度越高,比值越小,慢速升温时温度越高则比值越大;升温速率对莫来石、刚玉和玻璃相作用因子从大到小排列顺序是:玻璃相刚玉莫来石,快速升温时最高温度影响因子排列顺序是:玻璃相莫来石刚玉,慢速升温时最高温度影响因子是:玻璃相刚玉莫来石;1550℃以下烧成莫来石生长发育不良,晶体出现短柱状长径比较小,网状交叉分布数量明显减少,气孔较多,这是因为二次莫来石化未完全反应,未充分烧结;结构陶瓷热膨胀系数影响因子:刚玉与莫来石质量比、显气孔率、体积密度,其中刚玉与莫来石质量比是最主要影响因素,后两者影响作用比较接近,刚玉与莫来石质量比越大,陶瓷热膨胀系数则越大。     

纳米ZrO2对Al2O3陶瓷性能的影响

以纳米ZrO2,微米Al2O3为原料,采用无压烧结方式制备了ZTA复相陶瓷.结果表明:纳米ZrO2的加入有利于制备细晶ZTA复相陶瓷.此外,nano-ZrO2的加入对Al2O3陶瓷的显微结构也产生影响,ZrO2颗粒以"晶内型"和晶界型2种形式存在.合理的配方组成及制备工艺有利于ZrO2以四方亚稳相存在.ZrO2质量分数为30%时,其四方相质量分数可达69%,有利于应力诱导相变增韧,该ZTA复相陶瓷的抗弯强度、断裂韧性分别达到604MPa,6.87MPa·m1/2.     

直接氧化法制备TiO2-Al2TiO5复相陶瓷

以Ti—Al—C和TiC—Ti—Al体系为反应体系,采用直接氧化法制备Al2TiO3-TiO2复相陶瓷。研究了氧化温度对体系合成产物组成的影响。结果表明,两种体系的合成产物都由Al2TiO3和TiO2相组成,没有杂质相存在。碳高温氧化成CO2向外扩散,在坯体内形成疏松通道,利于O2的渗入,提高了氧化反应程度。     

SiO2矿化剂对钛酸铝材料结构与性能的影响

以铝型材厂污泥为主原料合成Al2TiO5材料,在合成的Al2TiO5中添加少量SiO2矿化剂,与Al2TiO5形成固溶体,抑制Al2TiO5的分解,达到提高Al2TiO5热稳定性的目的.采用XRD法和SEM法表征各试样的晶相结构和显微结构;用Rietveld Quantification 法确定各试样中各晶相的含量;测试各试样的性能.结构与性能分析结果表明较佳SiO2矿化剂添加量为2%,较佳烧结温度为1450 ℃,对应抗折强度为44.3 MPa,体积密度为3.28 g/cm3,气孔率为6.3%,吸水率为1.9%,热震后抗折强度保持率为84.2%.     

Al2 TiO5-ZrO2复相材料中ZrO2的相变特性

以α-Al2O3、TiO2、ZrO2为主要原料,以MgO-SiO2或MgO-Fe2O3为Al2TiO5的稳定剂,经1500℃2 h烧成制得Al2TiO5-ZrO2复相材料,研究了Al2TiO5对ZrO2相变及复相材料热膨胀性的影响.试验发现以MgO-SiO2稳定的Al2TiO5对ZrO2相变的影响显著,随复相材料中Al2TiO5含量增加,m-ZrO2相变为t-ZrO2的温度不断降低,Al2TiO5含量为58.8%的复相材料,ZrO2的相变开始温度由原1150℃降至500℃,相变结束温度为700℃.Al2TiO5-ZrO2复相材料具有低膨胀特性,其室温～1300℃的热膨胀系数仅为1.57×10-6℃-1,适于用作冶金浇钢系统的高抗热震性材料.     

TiO2和ZrO2对MgO-Cr2O3合成耐火材料性能和显微结构的影响

镁铬耐火材料具有耐火度高、高温稳定性好、热膨胀率低、抗冶金渣好的特点,广泛应用在钢铁、水泥和铜工业上。在本研究中,加入TiO2和ZrO2,以伊朗铬矿和活性高的苛性MgO为原料,开发了镁铬合成料。结果发现苛性MgO的活性和添加剂对改善镁铬合成耐火原料的物理性能和显微结构具有重要作用。由于形成的合成尖晶石对致密化特性有影响,阐明了添加TiO2和ZrO2有利于提高晶界活性和最终形成直接结合,从而使合成试样致密化,改善了其高温力学性能和抗侵蚀性。     

Al2O3-ZrO2-CeO2系陶瓷的微观组织结构及强度性能

列出了对在Al_2O_3-ZrO_2-CeO_2(Al_2O_3 50%克分子)系中在粉料早期产物凝胶体合成的过程中,各组份的沉淀顺序对相关陶瓷材料的形态及微观组织结构的影响的研究结果。表明了陶瓷的强度和操作使用性能与微观组织结构尺寸因素之间的依存关系。查明,利用早期产物各组份同时沉淀的方法合成的粉料制造的刀具拥有更高的切削寿命。     

ZrO2-Al2O3系增韧陶瓷人工关节的研究

本研究采用湿化学的方法分别制备了ZrO2-Y2O3-CeO2及Al2O3超细粉,然后按一定的比例混合两种超细粉,经造粒、等静压成型、煅烧制得ZrO2-Al2O3系陶瓷样品.采用XRD、SEM及MTS陶瓷试验系统及HVS-1000数显显微硬度计等现代测试手段,对样品的理化性能和微观结构进行了研究.结果表明,所研制的增韧陶瓷样品的抗弯强度达405.47MPa,断裂韧性为11.06MPa.m(1)/(2),硬度达1363kg/mm2.     

ZrO2含量对Al2O3/ZrO2复相陶瓷微观结构和力学性能的影响

本研究以耐磨结构陶瓷的应用为目标,研究了Al2O3-ZrO2复相陶瓷中加入不同的ZrO2陶瓷材料对微观结构及其力学性能的影响,分析了ZrO2在复相陶瓷中所起的作用.结果表明:随ZrO2含量的增加,在相同烧结温度下,晶粒变小,材料的力学性能提高.当ZrO2加入量为55％时,复相材料的抗折强度503MPa,断裂韧性12.80 MPa·m1/2,密度4.88 g·cm-3,硬度(HV)为1432 kg ·mm-2.探讨了Al2O3/ZrO2复相陶瓷的增韧机理.     

制备方法对Al2TiO5-Si3N4复合材料性能的影响

采用“直接法”、“反应复合法一”、“反应复合法二”3种方法制备了Al2TiO5—Si3N4复合材料。研究了3种制备方法对材料的显气孔率、吸水率、体积密度、抗折强度、烧成线收缩率、抗热震次数、显微结构等性能的影响。研究结果表明,采用“反应复合法－”制备的Al2TiO5-Si3N4复合材料的综合性能最佳,其显气孔率为16．61％、吸水率为6．01％、体积密度为2．77g/cm^2、抗折强度为45．34MPa、抗热震次数达到11次、结构最致密。     

ZrO2对Al2TiO5-板状刚玉复合材料性能的影响

以α-Al2O3微粉、板状刚玉和TiO2为主要原料,添加不同含量的ZrO2,通过高温烧成以固相反应直接合成Al2TiO5-板状刚玉-ZrO2复合材料,研究了ZrO2含量对复合材料的烧结收缩率、显气孔率、强度等的影响。结果表明:添加ZrO2的复相材料的收缩率和体积密度明显增加。ZrO2含量为4%时,可以制备出高致密度高强度的Al2TiO5-板状刚玉-ZrO2复合材料,其显气孔率为9.31%,抗折强度为25.6MPa,抗压强度为225MPa。