Sialon结合刚玉材料凝胶注模成型及其性能

研究了Sialon结合刚玉耐火材料浓悬浮体的流变性能和稳定性能。固相体积分数79%的悬浮体,在中等剪切速率时表现剪切变稀特征,剪切速率10～100s 1范围表现出突出的"切稀"行为,符合凝胶注模成型的要求。计算了在剪切速率10～20s 1范围内的Bingham值为22960Pa,建立的流变模型为:σ=22960+391γ。凝胶注模成型后的坯体具有3 11g/cm3的体积密度和14MPa的抗折强度。烧结材料的物相组成为刚玉和Sialon,六方柱状Sialon晶体发育完整,具有均匀一致的显微结构,性能达到了使用机械成型产品的性能,高温抗折强度提高3 8倍。

琼脂在SiC陶瓷原位凝固成型中的应用

研究了固体体积分数和琼脂质量分数对SiC浆料表观粘度的影响规律,并在确定琼脂质量分数为0 5%的条件下,研究了碳化硅体积分数对浆料原位凝固成型后坯体的体积密度和收缩率的影响规律.研究结果表明,SiC陶瓷浆料表观粘度随着碳化硅体积分数和琼脂质量分数的增加而增加,而原位凝固成型后坯体的收缩率则随之降低;当浆料中碳化硅的固相体积分数为55%、琼脂质量分数为0 5%时,浆料具有良好的流动性,其表观粘度小于1Pa·s;利用琼脂原位凝固注模成型后坯体收缩率为0 6%、体积密度为2 18g·cm-3,坯体表面光滑、内部无大气孔、并且具有非常好的脱模强度,完全能满足工业生产的要求.

直接合成工艺下添加剂Si_3N_4/AlN对Sialon/刚玉复合材料组织和性能的影响

以棕刚玉、Al、Si、Al2O3为原料、采用一步工艺合成了Sialon/刚玉复合材料。研究了一步合成工艺条件下添加剂对复合材料组织、性能以及复合材料中N含量的影响。结果表明,当氮化温度超过1330℃,氮化时间超过8h后,添加Si3N4/AlN的材料中N含量基本上达到饱和值,添加Si3N4/AlN可以降低Sialon相的合成温度;1230～1280℃是一个重要的前期氮化温度,添加Si3N4/AlN的材料在该温度可完成整个氮化反应的94 24%,早期对Al、Si的充分氮化有利于Sialon相的生成和晶形完整发育。

Sialon相的Z值对Sialon/刚玉复合材料组织和性能的影响

研究了一步工艺合成Sialon/刚玉复合材料中Sialon相Z值的控制,以及SialonZ值对Sialon/刚玉复合材料的机械强度、抗热震性、抗化学侵蚀性、抗氧化性和显微组织的影响规律·结果表明:Sialon/刚玉复合材料随着材料中Sialon相Z值的升高,材料的强度降低,热震稳定性下降,抗氧化性提高,抗化学侵蚀性得到显著改善,Sialon柱状晶体尺寸增大;Sialon相Z值选择在3时该材料能够获得优良的抗氧化性和抗侵蚀性并均衡得到适宜的强度和热震稳定性·

凝胶注模Sialon-SiC材料流变性研究及其性能

70vol.%～78vol.%的Sialon-SiC悬浮体在10～160 s-1范围内显示剪切变稀的幂率特征,突出的"切稀"行为满足凝胶注模成型的要求。建立的悬浮体流变模型与试验值吻合,其流变特征符合Sisko模型。氮化烧结材料的XRD检测和SEM观察显示,材料主要由SiC相和Si4Al2O2N6相组成,显微组织中六方柱状Sialon晶体发育完整,形成了Sialon晶体紧密环绕SiC颗粒的均匀结构。材料的体积密度和抗折强度分别为2.69 g/cm3和56 MPa。

影响凝胶注模成型SiAlON-SiC复相材料坯体性能的因素

选用Al粉、Si粉、SiO2 等活性原料与较大颗粒的SiC ,采用凝胶注模成型工艺制备了SiAlON-SiC复相耐火材料的坯体 ,并研究了有机单体、分散剂和引发剂的加入量以及催化剂、胶凝温度等因素对坯体性能的影响。最终 ,在有机单体AM加入量为 1.8% (质量分数 ,下同 ) ,交联剂MBAM加入量为 0 .6‰ ,引发剂过硫酸铵溶液的最佳加入量为 0 .9% (体积分数 ) ,胶凝温度在 6 0℃左右 ,不加催化剂的条件下 ,制备出了抗折强度达到 32MPa ,密度为 2 .5g·cm- 3的均匀致密的SiAlON -SiC复相材料坯体。

ZrO_2/Al_2O_3复相泡沫陶瓷过滤器制备工艺研究

采用有机泡沫浸渍法制备泡沫陶瓷,研究了各种不同工艺因素对泡沫陶瓷性能的影响。采用XRD、SEM对泡沫陶瓷的相组成及微观结构作了分析与探讨。结果表明,在粘结剂聚乙烯醇加入量为0.5%,减水剂木质素磺酸钙加入量为0.5%,流变剂苏州土加入量为1.5%时,调整分散剂的加入量,当浆料中分散剂四甲基氢氧化铵的质量分数为0.9%时,可获得具有较佳分散性能的浆料。浆料的固相含量为85%时最适合挂浆的需求。对氧化锆氧化铝复合浆料进行进一步分析表明,氧化铝的加入量为20%时,浆料具有较小的粘度。烧结体的XRD分析表明,氧化铝加入量为20%时较好地抑制了t-ZrO2→m-ZrO2转变的发生,将大量的能发挥应力诱导相变的亚稳态四方相氧化锆保留了下来,从而提高了烧结体的力学性能。SEM分析也表明加入适量的氧化铝可有效抑制氧化锆晶粒的长大,并且起到颗粒弥散增强的作用。

凝胶注模成型制备SiAlON-SiC材料料浆的流变特性

以Al粉、Si粉、SiO2 微粉和粗细两种粒度的SiC为原料 ,利用凝胶注模成型技术制备了SiAlON与SiC的质量比为 1∶3的SiAlON -SiC材料 ,研究了其料浆的 pH值、固相体积分数以及分散剂加入量、环境温度等因素对料浆流变特性的影响。结果表明 :当原料料浆的球磨时间在 80min左右 ,pH值为 8.5 ,固相体积分数为 54 % ,分散剂加入量为 0 .6 % (质量分数)时 。

pH值对Al(OH)_3和Y(OH)_3共沉淀包覆SiC颗粒的影响

利用化学共沉淀方法制备了SiC/(Al(OH) 3 +Y(OH) 3 )陶瓷复合粉体。研究了pH值对SiC/(Al(OH) 3 +Y(OH) 3 )复合粉体的 ζ电位和分散性的影响 ,以及pH值对Al(OH) 3 和Y(OH) 3 在SiC表面包覆性的影响。结果表明 ,当溶液的pH =9时 ,SiC/(Al(OH) 3 +Y(OH) 3 )复合粒子表面的 ζ电位值较高 ,复合粉体的分散性和包覆效果也较好 .

Si_3N_4/AlN对Sialon/刚玉复合材料组织和性能的影响

以棕刚玉,Al,Si,Al2O3为原料,利用一步工艺合成了Sialon/刚玉复合材料·研究了Si3N4/AlN复合添加剂对复合材料组织、性能以及复合材料中N含量的影响·研究结果表明:材料中N含量随着Si3N4/AlN复合添加剂的增加而增加,材料的强度随着Si3N4/AlN复合添加剂的增加呈现出先升高后降低的变化趋势;当氮化温度超过1330℃,氮化时间超过8h后,添加Si3N4/AlN的材料中N含量基本上达到饱和值,添加Si3N4/AlN可以降低Sialon相的合成温度;1230～1280℃是一个重要的前期氮化温度,添加Si3N4/AlN的材料在该温度可完成整个氮化反应的94 2%,早期对Al,Si的充分氮化有利于Sialon相的生成和晶形完整发育·

莫来石/SiC复相材料的烧结工艺和成分优化

利用工业氧化铝和超细氧化硅合成莫来石 ,并结合SiC制备出了莫莱石 /SiC复相材料 .研究了烧结工艺及氧化铝和氧化硅的摩尔比对复相材料密度和强度的影响 ,并以材料的热震残余强度为指标、利用正交设计法研究了微量添加剂的影响效果 .结果表明 ,复相材料的体积密度随烧结温度的升高和烧结时间的延长均出现先升高后降低的规律 ,而开口气孔率的变化规律则相反 ;随结合相中Al2 O3 与SiO2 的摩尔比的提高 ,复相材料的密度增加、气孔率降低 ,而强度则先增后减 ;通过烧结工艺与结合相和添加剂成分的优化 ,材料密度最高可达 2 5g/cm3 ,抗折强度达 3 4 5MPa,耐压强度可达 90MPa,热震后的残余强度率为 67 2 % .

氧化锆/氧化铝复合陶瓷悬浮体的制备及流变性能

选用Al2O3、ZrO2为粉体原料,在不同介质中测定了粉体的Zeta电位和粒度分布;研究了各种固含量条件下分散剂加入量对悬浮体流变性的影响.结果表明:在pH=10-11附近、分散剂的加入量为0.9%(质量百分数,下同)时复合陶瓷悬浮体的表观粘度呈现最低值;在优选实验条件下,固含量为85%的悬浮体表观粘度随剪切速率的增大而降低,带有明显的"剪切变稀"现象,呈现假塑性流体的特征.采用固含量85%的悬浮体,制备出氧化锆/氧化铝复合泡沫陶瓷.

铝合金精密铸造用硅灰石膏型材料制备与性能

研究了铝合金精密铸造用硅灰石膏型材料的制备技术及其悬浮体的性能。硅灰石膏型材料的悬浮体在100 s^-1剪切速率及300~400 mPa·s表观粘度范围内,可操作时间达到20 min以上,满足浇注工艺的要求。材料经浇注成形后加工成要求的形状,测得的最大初凝抗折强度为3.1 MPa,表面裂纹出现温度大于500℃,热膨胀在572℃时达到最大值。材料的物相由硅灰石膏、镁橄榄石和滑石组成。试验表明材料满足铝合金精密铸造的性能要求。

硅灰石膏型材料的流变行为及其性能

水固比0.45的硅灰石膏型材料悬浮体在10〜180s^-1范围内显示剪切变稀的流变特征,满足浇注成形的要求。建立的悬浮体流变模型η=40480(γ+77.01)^-1与试验值吻合,其流变行为符合幂律模型的特征。随着悬浮体的可操作时间从10 min增加到50 min时,在98 s^-1剪切速率下的表观粘度从248 mPa·s增大到441 mPa·s,呈线性缓慢增长,仍保持着假塑性流体特征,其稳定性能够满足浇注工艺的要求。材料浇注后的抗折强度为2.1 MPa,具有均匀一致的显微结构。使用试验表明,材料满足铝合金精密铸造的性能要求。