温度对硫酸钠熔盐中合成莫来石晶须的影响

以硫酸铝和二氧化硅为原料,硫酸钠熔盐作为介质,进行了在不同温度下合成莫来石晶须的试验.利用XRD、DSC、SEM等手段对合成晶须的相组成、结构和形貌进行了研究.结果表明:在800 ℃时莫来石开始成核,900 ℃时大量形成莫来石,1000 ℃合成反应基本完成,1100 ℃以上合成的莫来石开始分解,在1200 ℃时莫来石晶须大部分被分解.莫来石晶须的形貌与尺寸强烈地取决于合成温度.在本实验体系中,当合成反应温度在1000 ℃左右时,可获得直径在50～100 nm,长度约3～8 μm的莫来石晶须.     

分散剂对刚玉质浇注料基质流变行为的影响

研究了三聚磷酸钠、聚乙二醇和分散氧化铝3种分散剂对刚玉细粉-铝酸钙水泥-硅微粉和刚玉细粉-α-Al_2O_3微粉-Al_2O_3/SiO_2凝胶粉组成的2种刚玉质浇注料基质浆体流变特性的影响.采用NXS-11A型旋转粘度计测定了2种浆体在不同剪切速率(D_s)下的剪切应力(τ),计算了相对应的粘度(η),根据料浆的τ-D_s和η-D_s曲线,确定了料浆的流变特性.研究结果表明:在刚玉细粉-铝酸钙水泥-硅微粉混合浆体中,三聚磷酸钠和聚乙二醇的分散效果较好,且合适的加入量分别为0.1%和0.05%～0.1%;在刚玉细粉-α-Al_2O_3微粉-Al_2O_3/SiO_2凝胶粉混合浆体中,ADW1的分散效果较好,且最佳加入量为0.25%左右.     

电熔镁锆合成料的组成对显微结构和性能的影响

研究了轻烧氧化镁和锆英砂的配料组成对电熔镁锆合成料的显微结构和性能的影响。结果表明 ,配料中锆英砂含量的增加使熔浆的粘度上升 ,合成料难以致密化。锆英砂配入量对ZrO2晶形及晶粒尺寸影响不大 ,但明显影响方镁石的晶形、晶粒尺寸以及气孔的形状和尺寸。研究发现 ,配料中引入的SiO2 成分约有 60 %～ 70 %进入玻璃相。     

原位反应合成Al/AlN结合刚玉基耐火材料

以刚玉和金属铝为原料,在氮气气氛下通过原位反应合成了Al/AlN结合刚玉基耐火材料.当金属铝含量为14%、氮化条件为1100℃,3 h时,所合成材料有较好的物理性能.通过物相与显微结构分析,发现有大量呈晶须和颗粒状的AlN生成,并残存部分金属铝.这种复相结合系统赋予材料优异的力学性能.对材料应用性能研究发现,材料的水化趋势很小,具有很好的抗热冲击性能,而Al和AlN的氧化具有保护性氧化的特征.     

纳米TiC对低碳MgO-C砖抗氧化性及热导率的影响

研究了Al-Si-TiC组合添加剂中纳米TiC含量(分别相对于基本物料质量的0、0.05%、0.15%、0.30%)对低碳MgO-C砖(w(C)≈6%)在600、1 000、1 400℃时的抗氧化性的影响,并用扫描电镜对氧化后试样进行了显微结构观察分析.通过试样在600和800 ℃的热导率比较,研究了纳米TiC对低碳MgO-C砖导热性能的影响.结果表明:加入纳米TiC可以明显改善低碳MgO-C砖的抗氧化性能,且纳米TiC的加入量控制在0.15%左右最为合适;低碳MgO-C砖的热导率随着纳米TiC加入量的增加呈现先增大后减小的趋势,当其加入量超过0.15%后,试样热导率的变化不再明显,且纳米TiC加入量对低碳MgO-C砖800℃下热导率的影响比600℃下的影响大.     

La3+掺杂SiC纳米线的电磁性能与第一性原理计算

SiC 纳米线具有吸波性能强、作用频带宽、密度低的优点,但是由于 SiC 较差的阻抗匹配条件和较低的电导率,影响了其吸波性能的进一步提高。为了调节 SiC 的电子结构,改善其电磁性能,以硅微粉、活性炭、La₂O₃粉末为原料通过碳热还原法在 1 600 ℃合成了 La³⁺掺杂 SiC 纳米线。结果表明：掺杂 La³⁺能够增大 SiC 纳米线的长径比和堆垛层错密度,增强其形成三维网状结构和界面极化的能力,其介电性能得到了提高。在 2～18 GHz 范围内,其介电实部由 3.08～13.48(x=0)提升至3.33～19.75(x=1.0%),介电虚部由 3.45～6.98(x=0)提升至 5.03～11.56(x=1.0%)。同时 La³⁺掺杂提高了 SiC 纳米线的电导率,增强了其电导损耗。由于 SiC 纳米线界面极化和电导损耗的同时增强,掺杂 2.0%的 La³⁺的 SiC 纳米线在厚度为 2.0 mm 时达到了最小反射损耗(R_L     

B4C陶瓷中原位生成TiB2及其对力学性能的强化机制

以 TiO₂为烧结助剂,采用反应烧结法在 B₄C 陶瓷中原位生成 TiB₂,制备出致密的 B₄C 陶瓷,并对其强化机制进行了分析。结果表明：随着 Ti O₂添加量的增加,B₄C 陶瓷的致密度和抗弯强度先增大后减小,断裂韧性不断增大。当 Ti O₂添加量为 5% (质量分数)、烧结温度为 1 700 ℃时,B₄C 陶瓷致密度达到 99.6%;当 TiO₂加入量为 15%时,B₄C 陶瓷的 Vickers硬度为 36.0 GPa,断裂韧性为 4.38 MPa·m^1/2,抗弯强度为 405 MPa,综合性能最优。原位生成的 TiB₂抑制了 B₄C 陶瓷晶粒长大,消除了裂纹尖端应力,使裂纹产生偏转和分叉,对 B₄C 陶瓷起到细晶强化和增韧作用。     

以托帕石为原料的莫来石耐火骨料的制备及其烧结机理

以澳大利亚托帕石精矿为原料,经湿法球磨、烘干后以150MPa压力压制成20×20mm的试样,再分别经1 300、1 400、1 500、1 600、1 700和1 750℃煅烧3h,通过测试试样煅烧后的线变化率、显气孔率、体积密度、吸水率和常温耐压强度,研究了煅烧温度对试样烧结性能的影响,分析了烧结机理。结果表明,试样经1 300℃煅烧3h后,托帕石完全转化为柱状莫来石晶须。随煅烧温度升高,莫来石晶须逐渐烧结;试样经1 750℃煅烧3h后,显气孔率为1.4%,体积密度为2.89g/cm3,常温耐压强度为648MPa。烧结机理分析表明:试样在1 300~1 500℃为固相烧结,烧结传质方式为体积扩散;当煅烧温度高于1 600℃时,试样中生成少量的液相,液相的存在起到烧结助剂作用,使试样致密化过程明显加快,晶粒尺寸显著增大。     

埋炭热处理温度对低碳MgO-C材料相组成、显微结构与力学性能的影响

按电熔镁砂、天然鳞片石墨、沥青、Al粉、Si粉的质量分数分别为85.5%、8%、0.5%、4%、2%,外加质量分数4%热固性酚醛树脂为结合剂进行配料,经搅拌均匀后成型,分别在1 000、1 200和1 400℃保温3 h埋焦炭还原气氛下热处理,研究了热处理温度对试样物相组成、显微结构及强度的影响。结果表明:热处理温度为1 000℃时,试样中有长条状Al4C3和呈八面体状的MgAl2O4生成;1 200℃热处理后试样中有纤维状Al4C3、呈八面体状的MgAl2O4及呈片层板状的SiC生成;1 400℃热处理后试样中有针状AlN、纤维状Al4C3、呈八面体状的MgAl2O4及大量的SiC晶须生成,形成了良好的非氧化物结合,使试样具有更高的抗折强度和优异的抗热震性能。     

Al粉、Si粉对低碳Al2O3-C滑板显微结构和高温力学性能的影响

为了改善低碳Al2O3-C滑板的高温力学性能,在质量分数65%的电熔白刚玉颗粒、25%的白刚玉细粉、6%活性α-Al2O3粉、4%的石墨+炭黑、外加4%酚醛树脂的滑板配料中,分别以3%(w)的Al粉或Si粉或3%(w)Al粉+3%(w)Si粉等量替代白刚玉细粉,混匀后在150 MPa下压制成140 mm×25 mm×25 mm的试样,经200℃24 h干燥,1 400℃埋焦炭处理3 h后,检测其高温抗折强度和抗热震性,并分析物相组成及显微结构。结果表明:单加Al粉的试样高温抗折强度高于单加Si粉的,但前者热震后残余抗折强度比后者低;与单加Al粉或Si粉的试样相比,同时加Al粉和Si粉的试样具有更高的高温抗折强度和更优的抗热震性。力学性能的变化与试样中原位生成的非氧化物相密切相关:在单加Al粉或Si粉的试样中分别有棒状AlN晶须或纤维状SiC晶须生成;而同时加Al粉和Si粉的试样中除了有AlN晶须和SiC晶须生成外,还原位生成了六角板状的SiAlON相,并相互交织在一起。