CeO_(2)/MoSi_(2)改性ZrB_(2)-SiC陶瓷的烧结性能及耐烧蚀性能

无压烧结ZrB_(2)-SiC陶瓷可制备复杂形状构件,但致密化难且耐烧蚀性能有待提高,因此亟需研究能够改善陶瓷致密化的有效烧结助剂。本文采用CeO_(2)和MoSi_(2)为烧结助剂,在1850℃无压烧结1 h条件下制备了ZrB_(2)-SiC陶瓷,研究了CeO_(2)和MoSi_(2)对ZrB_(2)-SiC陶瓷烧结性能和耐烧蚀性能的影响。结果表明,当5%(体积分数)的烧结助剂中CeO_(2)和MoSi_(2)体积比为1∶1时,ZrB_(2)-SiC陶瓷的烧结性能、耐烧蚀性能最佳。烧结助剂在烧结过程中形成Ce-Mo液相,陶瓷颗粒在液相的表面张力下重排和传质,Ce-Mo液相促进陶瓷颗粒在毛细力下形成烧结颈,填充于陶瓷颗粒的间隙中,并在降低陶瓷晶粒的晶界能时促进致密化进程,最终获得无压烧结密度为5.02 g/cm^(3)、相对密度为89.71%、维氏硬度为14.04 GPa的ZrB_(2)-SiC陶瓷。相对于未添加烧结助剂时,实际密度提高了53%,维氏硬度提高了43%。在烧蚀过程中,烧结助剂适量补充SiO_(2)后可促进黏度适宜的玻璃相自愈合,并提高ZrO_(2)的稳定性,使ZrB_(2)-SiC陶瓷具有最好的耐烧蚀性能,此时ZrB_(2)-SiC陶瓷质量烧蚀率为-1.62 mg/s,线烧蚀率为0.33μm/s。

氧化铝坩埚在注浆成型中的颗粒偏析调控

高性能坩埚的研究对高温合金的发展至关重要,鉴于坩埚制备过程中容易产生颗粒偏析导致坩埚微观结构不均匀、综合性能较差等问题,采用注浆成型法制备了高温合金熔炼用Al_(2)O_(3)坩埚,研究了分散剂、固相含量在注浆成型中对Al_(2)O_(3)坩埚颗粒偏析的影响,并结合颗粒偏析的理论分析进行探讨,以减少成型过程中颗粒偏析现象对坩埚造成的不良影响。当加入0.3 wt%柠檬酸铵和0.3 wt%阿拉伯树胶作为分散剂,固相含量为66 vol%时实现了注浆成型Al_(2)O_(3)坩埚中颗粒偏析的调控,制备的Al_(2)O_(3)坩埚结构均匀,可用于高温合金熔炼。

公路隧道上跨水工隧洞节点设计关键技术研究

以某分离式高速公路隧道上跨既有水工隧洞工程为例,结合类似项目设计经验,对大断面公路隧道上跨水工隧洞节点各关键环节进行设计,主要包括基底注浆设计、上跨节点防排水设计、上跨节点监测设计、施工组织设计等,对上跨水工隧洞节点设计要点及关键技术进行总结,给出上跨水工隧洞节点设计建议,为类似项目提供借鉴。

岩溶地区深厚卵石层地层中跨江桥梁桩基施工技术

以南方地区某工程桥梁桩基施工为例,对岩溶发育地层中施工遇到的桩孔漏浆、塌孔等问题进行分析。从泥浆技术参数、钢护筒根进、钻进成孔参数等方面进行重点论述,阐述了水泥浆液的黏度、比重、含沙量的控制指标,按照地质情况制定钢护筒尺寸,并优化钢护筒施工工艺。通过分析优化钢护筒跟进、深孔注浆加固工艺,有利于优化桩基施工技术,减少不必要的施工误差。

陶瓷壳体零件制作工艺的研究

陶瓷材料可以被用来制作壳体类零件。由于陶瓷坯体在干燥和烧结过程中的收缩率较大,约5%-20%,并且受到多种因素影响,导致壳体零件尺寸精度较低,限制了陶瓷壳体的应用。为了提高陶瓷壳体零件的尺寸精度,本文首先利用注浆成型的方法制作了一个圆柱形陶瓷壳体试件,测量尺寸,计算材料收缩率。然后设计了一个电器仪表外壳,根据收缩率数据将模型放大,采用3D打印的方法制作模芯,并利用此模芯制作石膏模具。最后采用相同的注浆成形工艺参数,制作出陶瓷壳体零件。实验结果表明,这种二次注浆成形工艺能够抵消陶瓷材料收缩,并避免影响因素,使壳体零件尺寸的相对误差小于1%。

注浆成型SiC多孔陶瓷的工艺和性能研究

选用SiC颗粒作为多孔陶瓷的骨料材料,长石、石英、粘土组成的低共熔混合物形成晶界玻璃相结合剂,活性炭作为成孔剂,采用注浆成型工艺,对多孔陶瓷的性能进行了研究.SiC骨料颗粒的Zeta电位等电点对应的pH值为5.2,注浆浆料的pH值在8～12的范围内具有很好的流动性和稳定性;烧成温度的提高,使SiC多孔陶瓷的气孔尺寸分布范围缩小,但基本孔径不变;晶界玻璃相的高温粘性流动在SiC晶粒之间形成“桥架”结构,提高了两者之间的粘结能力;高温下,SiC颗粒的氧化产物参与晶界反应,生成新的针状莫来石相,使SiC多孔陶瓷的强度出现异常提高.

无水乙醇注浆成型制备YAG透明陶瓷

以无水乙醇作为分散介质,采用注浆成型工艺和真空烧结技术制备了光学质量良好的YAG透明陶瓷.双面抛光、厚度为3mm的YAG透明陶瓷样品(烧结温度1800℃)在可见光范围内的直线透过率为79%左右,在近红外波段的透过率为80%左右,接近理论透过率84%.样品的平均晶粒尺寸约为30μm,晶界处和晶粒内部均无杂质和第二相存在,也几乎没有气孔的残留.采用无水乙醇做分散剂进行注浆成型是一种很有发展潜力的透明陶瓷成型方法.

改进注浆法制备(ZrO_2)_(0.92)(Y_2O_3)_(0.08)电解质薄管的电学性能及应用

用改进注浆法制备出长度为 2 2 6～ 2 6 6mm ,厚度为 0 4～ 0 9mm ,相对密度为 96 7%的 (ZrO2 ) 0 .92 (Y2 O3 ) 0 .0 8电解质薄管 ,用SEM和交流阻抗谱研究了样品的微结构和电学性能 ,分析了烧结密度、晶粒和晶界对样品电学性能的影响 ,考察了用该电解质薄管组装的固体氧化物燃料电池的性能。结果表明 :样品的致密度随烧结温度的升高而逐渐增大 ,样品的微结构对其电学性能有强烈的影响 ,样品的电学性能随烧结密度的增加而增大 ,晶粒电导率和晶界电导率也随烧结温度升高而得以改善 ,16 5 0℃烧结的样品具有较好的烧结性能。单电池的最大开路电压和短路电流分别为 0 946V和 1 84A ,85 0℃时最大输出功率为 0 46W。

管状YSZ电解质的制备及其在固体氧化物燃料电池中的应用

以 8mol %钇稳定化氧化锆 (YSZ)为原料 ,以阿拉伯树胶为分散剂和粘接剂 ,采用改进注浆法制备出长度为 2 2 6～2 60mm、壁厚为 0 .4～ 0 .9mm的致密YSZ电解质薄管。设计并制出带有一定锥度的空芯石膏模 ,研究了球磨时间对成型料浆稳定性的影响 ,烧结温度对YSZ样品致密度的影响。研究结果表明 :球磨时间在 75～ 14 0min的范围内料浆的稳定性较好 ,随烧结温度的升高 ,样品的致密度提高。用这种YSZ薄管制成固体氧化物燃料电池 ,电池的电学性能随温度的升高而明显提高 ,三节电池串联的最大功率为 2 .2W。

管状多孔陶瓷膜载体的研制

对α－Ａｌ２Ｏ３多孔陶瓷的性能与起始粉料的关系进行了研究设计了脱外模熔模芯的注浆成型新工艺，成功地制备出外观圆直、管壁光滑的无机膜载体研究了烧结制度对陶瓷基管性能的影响，用扫描电镜观察了管的微观结构及形貌特征，并测定了气孔率及其孔径分布实验制备的载体管其内径７ｍｍ，壁厚１．５ｍｍ，管长２０ｃｍ，平均孔径１μｍ，孔隙率达４３％，可直接用于工业微滤过程。

小型CPL用高性能烧结毛细芯的研制

采用粉浆浇注工艺和氢气还原烧结工艺研制小型CPL用烧结镍毛细芯,通过优选粉浆液固比、添加剂的种类与数量、浆料pH值等参数制备了符合设计要求的烧结毛细芯.测试了毛细芯孔径、孔隙分布特征、孔径分布、孔隙度、渗透率等性能参数,分析了烧结气氛、温度、时间对毛细芯性能的影响.试验结果表明,研制的毛细芯孔隙度在68%以上,孔隙尺寸约4 μm,渗透系数在10-12～10-13 m2之间.

“滇西红层”区大直径桥梁桩基承载力影响因素综合研究

结合“滇西红层”的工程地质特点,对公路桥梁桩基在不同的施工技术条件下承载性能进行了试验研究,分析了影响云南高原山区“滇西红层”桩基承载特性的相关因素;通过对桩侧压浆硬化桩侧土体和注水软化桩侧土体后的承载力试验分析,结果表明压浆明显提高了桩承载力,注水则降低了桩承载力。研究成果为“滇西红层”区域桩基础的设计和施工提供了可靠依据。

注浆成型工艺制备高耐磨氧化铝陶瓷(英文)

以氧化铝粉末为原料,采用注浆成型工艺制备高耐磨氧化铝陶瓷。采用正交设计的方法来优化胶态成型工艺参数,聚丙烯酸的加入量(质量分数)为1.0%,球磨时间为10h,pH值为11时浆料可达到最大的沉降高度。利用最佳注浆成型工艺,1200℃烧结1h和1540℃烧结2h制备的氧化铝陶瓷结构致密,晶粒大小均匀,微孔较小,体积密度为3.86g/cm3,硬度为11.02GPa,断裂韧性为3.31MPa·m1/2。氧化铝陶瓷烧结体的摩擦实验结果表明:在水润滑条件下的摩擦系数比在干摩擦时小得多,磨损量则较大。利用扫描电镜对干摩擦和水润滑条件下磨损实验后的氧化铝陶瓷的微观形貌进行了分析,发现在干摩擦条件下,主要是黏着脆性磨损;在水润滑条件下,主要是化学腐蚀磨损。

改进注浆法制备YSZ电解质薄管的烧结和电性能

用改进注浆法制备出８ｍｏｌ％钇稳定化氧化锆（ＹＳＺ）电解质长薄管，研究了ＹＳＺ电解质长薄管的烧结工艺，分析了烧结过程和Ａｌ２Ｏ３掺入量对其致密性的影响，确定了相应的烧结制度，并对所获得的ＹＳＺ电解质薄管的电性能进行了研究。研究结果表明：升温速度对ＹＳＺ 长薄管的性能有着重要影响，坯体中阿拉伯树胶在６００℃时被完全烧尽，１４００～１５５０℃的温度范围是烧结的重要阶段，这期间气孔率显著下降，致密性明显提高。加入适量的Ａｌ２Ｏ３有助于提高ＹＳＺ长薄管的致密性。样品的氧离子电导率随烧结密度的增大而提高。利用改进注浆法和上述烧结工艺在１６５０℃已烧制出相对密度为９６．７％、长度为２６６ｍｍ、厚度为０．４～０．９ｍｍ的ＹＳＺ电解质长薄管。

ZrB_2-SiC陶瓷的注浆成型与无压烧结

研究了以聚乙烯亚胺(PEI)为分散剂,ZrB2粉体在水相中的分散性能.结果显示ZrB2的等电点在pH为5.7,加入PEI后的等电点移到pH为11.5.以PEI为分散剂,在pH为8.0处制备了固含量达45vol%的ZrB2-20vol%SiC陶瓷浆料.采用注浆成型方法制备了相对密度为53%的ZrB2-SiC陶瓷坯体,并对其进行了无压烧结,同时研究了硼粉为烧结助剂对其致密化及性能的影响.结果表明:硼粉为烧结助剂,实现了ZrB2-SiC陶瓷的完全致密化的同时,也降低了ZrB2-SiC陶瓷的烧结温度,2100℃烧结3h后的陶瓷维氏硬度为(17.5±0.5)GPa,弯曲强度为(406±41)MPa,断裂韧性为(4.6±0.4)MPa·m1/2.

添加剂对石英陶瓷浆料性能的影响

以乳酸、阿拉伯树胶、丙三醇和聚乙烯醇作为添加剂,研究了不同添加剂对石英浆料pH值、粘度和悬浮性的影响,并对添加剂的作用机理进行了探讨。研究结果表明,乳酸和丙三醇对石英浆料的分散性和流动性有改善作用,聚乙烯醇具有增加浆料悬浮性的效果,阿拉伯树胶的添加不利于浆料系统的分散和稳定。

以氢气和煤气为燃料的管式固体氧化物燃料电池的电性能

用改进注浆法制得相对密度为 ９６０％ 的钇稳定化氧化锆（ Ｙ Ｓ Ｚ）电解质致密薄管， 组装成固体氧化物燃料电池， 分别以氢气和煤气为燃料， 空气为氧化剂， 考察 ５００～８５０ ℃温度范围内的伏安特性和功率与电流特性． 结果表明， 改进注浆法可制备出合用的 Ｙ Ｓ Ｚ 电解质致密管，

多孔型羟基磷灰石颌面骨的研制与临床应用

本文研究了多孔型羟基磷灰石颌面骨的物理性能与生物性能。采用注浆成型工艺制备出具有珊瑚状多孔结构的羟基磷灰石生物活性颌面骨。经力学性能测试、扫描电镜观察及动物实验等研究,证实该材料具有满足于医学临床应用的力学性能与生物性能。材料易与生体硬组织形成紧密的骨性结合,临床效果满意。

黄河泥沙非传统资源制备O′-SiAlON/SiC耐火材料

利用黄河泥沙合成O′-SiAlON/SiC复相耐火材料,着重将胶态成型工艺应用到制备过程中,即利用注浆成型工艺制备坯体,使坯体结构更均匀,同时促进最终产物的生成。探索了注浆成型中各工艺参数对坯体性能的影响,利用正交实验对注浆成型工艺参数进行了优化设计,并得到最佳工艺参数,在此工艺条件下制备的坯体密度最高(1.86 g/cm^3)。最终在较低的烧结温度下制备出O′-SiAlON/SiC复相耐火材料,该材料具有相对较高的O′-SiAlON/SiC比及较少的杂质相含量。

精细熔融石英陶瓷技术研究及开发应用的新进展

概述了熔融石英陶瓷的发展历程和性能特点,介绍了石英陶瓷制造技术和性能提高的新进展,举例说明了石英陶瓷新产品在玻璃、能源、冶金、航天和国防军工等领域开发应用的新进展。