石墨对β-SiAlON-SiC材料抗熔碱侵蚀性能的影响

以SiC颗粒及细粉、Si粉、AlN粉、α-Al_(2)O_(3)微粉、鳞片石墨等为原料制备了β-SiAlON-SiC材料。研究了石墨(粒度为45和300μm,加入质量分数分别为3.0%、5.5%、7.5%、10.0%)对其抗熔碱侵蚀性的影响。结果表明:添加7.5%(w)粒度为300μm的石墨的β-SiAlON-SiC试样抗熔碱侵蚀性能最佳,熔碱侵蚀后质量变化率最低,常温抗折强度保持率和高温抗折强度保持率最高。

β-SiAlON及β-SiAlON-SiC复合材料合成的研究

首先对β-SiAlON及其复合材料的合成试验进行了热力学分析,在不同温度、不同z值条件下采用还原氮化法制备了β-SiAlON以及β-SiAlON-SiC复合材料;XRD和SEM分析表明,不管是以Si、Al、Al2O3还是以Si、Al2O3为原料,在氮气气氛下用Si3N4埋粉,在常温常压下都可以合成较纯的βSiAlON。通过改变z值和控制烧结温度等试验发现,当z=0.6、T=1723K时能合成较纯的β-SiAlON,但随着z值的增加,会有少量的O’SiAlON杂质相生成;通过SEM分析表明,在一定温度下,控制适宜的工艺条件,随着z值的增加,β-SiAlON晶粒间开始析出部分晶须,并逐渐转变为明显交织的棒状结构,从而提高材料的断裂韧性。

α+β-Sialon-SiC_(pl)复合材料的制备与力学性能

用热压法制备了添加SiC板粒（SiCpl）的α＋βSialon复合材料，并考察了其力学性能，分析了SiCpl的增韧机制。结果表明，随SiCpl含量的增加，材料的致密度下降，基体Sialon中的α相含量增加，复合材料的维氏硬度及弹性模量随SuCpl含量的增加而增大，SiCpl含量增加提高了材料的断裂韧性而降低了抗弯强度。

Influence of Graphite on Molten-alkali Corrosion Resistance for β-SiAlON-SiC Materials

β-Si Al ON-Si C composites were prepared using SiC particles and fines,silicon powder,AlN powder,α-Al_(2)O_(3)micropowder and flake graphite as starting materials.The influence of the graphite(particle size of≤45 and≤300μm,addition of 3.0%,5.5%,7.5%,and 10.0%,by mass)on the molten-alkali corrosion resistance was investigated.The results show that the moltenalkali resistance for theβ-Si Al ON-Si C sample with 7.5%of graphite(≤300μm)is optimal,showing the lowest mass change rate after corrosion and the highest retention ratios of cold modulus of rupture and hot modulus of rupture.

高炉渣合成Ca-α-Sialon-SiC粉的热力学分析及工艺优化

在热力学分析的基础上，以高炉渣为原料，引入适当的添加剂，利用碳热还原－氮化的方法制备了Ｃａ－α－Ｓｉａｌｏｎ－ＳｉＣ粉，得到的Ｃａ－α－Ｓｉａｌｏｎ含量最高可以达到８１％；利用统计模式识别结合人工神经元网络优化了工艺．

热震条件下Al_(2)O_(3)-O’-SiAlON-SiC复合材料氧化行为研究

以板状刚玉(骨料和细粉)、α-Al_(2)O_(3)微粉和硅粉等为原料,在1500℃下埋炭保温3 h烧结制备了Al_(2)O_(3)-O’-SiAlON-SiC复合材料。研究了热震及不同热震次数对复合材料氧化行为的影响。研究结果表明:在无热震和热震条件下,试样氧化增重率在900~1300℃均随温度升高而增加;热震氧化条件下的增重率大于无热震条件,且随热震次数增加,氧化增重率略有增加。无热震条件下,试样恒温氧化曲线类似于抛物线型,而热震条件下,试样氧化曲线接近直线型。因此,热震明显促进了复合材料的氧化,其原因在于热震使试样表面的氧化保护膜破裂,试样产生微裂纹,为氧气进入试样内部提供通道,进而加速材料氧化。

矾土基β-Sialon结合刚玉-碳化硅复合材料抗冰晶石侵蚀性能的研究

采用静态坩埚法研究了矾土基β-Sialon结合刚玉-碳化硅复合材料在1000℃下的抗冰晶石侵蚀性能。结果表明:复合材料侵蚀量较少,侵蚀层厚度约1mm,侵蚀产物为NaAlSiO_4;渗透层深度约6mm,渗透速率随β-Sialon含量的增加而减小。复合材料渗透界面的分形维数值介于1.1～1.23之间,随Sialon含量的增加而减小。

SiC_P含量对β-SiAlON/SiC纳米复相陶瓷的影响

为了研究SiC颗粒对β-SiAlON/SiC纳米复相陶瓷的作用及影响,以β-Si_3N_4,Al_2O_3及AlN作为形成β-SiAlON相的主要原料,以SiC颗粒为第二相,加入Y_2O_3作为烧结助剂,采用冷等静压成型及无压烧结工艺制备了β-SiAlON/SiC纳米复相陶瓷。利用XRD分析试样相组成,用SEM观察试样显微组织形貌,用EDS分析试样的元素组成。结果表明:SiC_P含量为5wt.%时,试样具有较高的密度及较低的失重率。随着SiC_P含量的增加,试样的径向收缩率和轴向收缩率均呈逐渐下降趋势;β-SiAlON相的z值从1变化至4,且逐步提高;β-SiAlON柱状晶的直径逐渐下降。

β-Sialon及其复合材料热力学与合成

本文对β-Sialon及其复合材料合成进行了热力学分析,采用金属还原氮化法一步制备合成了不同温度、不同Z值的β-Sialon以及β-Sialon-SiC与β-Sislon-Al2O3复合材料,XRD和SEM分析表明,以Si、Al、Al2O3和Si、Al2O3粉末为原料,用Si3N4做埋粉,在高温、常压下都可以合成较纯的β-sialon.通过改变Z值和控制烧结温度等试验发现,当Z=0.6、温度T=1450口时合成的β-sialon杂质相最少.在一定温度下,控制适宜的工艺条件,随着Z值增加,β-sialon结构由晶粒间析出部分晶须转变为明显棒状交织结构,从而可望大幅度提高其强度.

Al_2O_3-SiC-SiAlON复合材料的制备和性能

以电熔白刚玉、α-Al2O3微粉、Si粉和矾土基β-SiAlON粉为原料,以树脂为结合剂,制备了复合材料试样.研究了1 500℃烧后试样的物相组成、显微结构以及常温物理性能、高温抗折强度和抗热震性.结果表明:(1)在刚玉中引入适量Si粉高温埋碳条件下可合成Al2O3-SiC-SiAlON复合材料,引入适量β-SiAlON可促进Si反应,且复合材料1 500℃烧结良好;(2)复合材料的高温抗折强度和抗热震性随Si粉加入量增加而提高,加入β-SiAlON后材料的高温机械性能进一步提高;(3)材料高温机械性能提高的原因在于Si粉在高温下与C、CO和N2反应生成晶须状或纤维状SiC和絮状O’-SiAlON填充气孔,形成交叉连锁的网络结构,对材料起增强和增韧作用.

β-Sialon的含量对β-Sialon/SiC复相陶瓷热膨胀性能的影响

以SiC、Si粉、Al粉和a-Al2O3为原料,经1550℃氮气氛烧成制备了β-Sialon/SiC复相陶瓷,并研究了β-Sialon的含量对热膨胀性能的影响。结果表明,提高P-Sialon的含量对降低热膨胀系数(室温~1000℃)的效果十分显著,其中β-Sialon/SiC质量比为70:30的样品获得了最低的热膨胀系数,为3.49×10^-60℃;样品的吸水率、气孔率也随着β-Sialon含量的增加而逐渐降低,而体积密度逐渐上升;随着β-Sialon含量的提高,β-Sialon晶粒由颗粒状转变为棒状。