三元添加剂对高MgO烧结矿铁酸钙生成的影响

为保证高MgO烧结矿具有较好的强度和还原性,向烧结料中配入一定量的低熔点复合添加剂,以促进烧结矿中主要黏结相针状铁酸钙(SFCA)的形成。采用正交试验方法,获得碱度R=2.0,4%MgO(质量分数)时复合添加剂的最佳成分、加入量及最佳烧结条件,并对最优化结果进行检验。结果表明,各因素促进SFCA生成的强弱程度为:烧结温度、添加剂成分、升温速率、添加剂加入量。SFCA形成的最佳条件为:添加剂成分为25%B_(2)O_(3)-50%CaCl_(2)-25%Fe(NO_(3))_(3),升温速率为10℃/min,添加剂加入量为0.471%,烧结温度为500~1 220℃,在最佳条件进行烧结矿的生产,SFCA呈现较好的针状,高MgO烧结矿具有较好的强度和还原性。

含MgO-Lu_2O_3-Re_2O_3三元添加剂Si_3N_4陶瓷摩擦磨损性能的研究

利用球盘式摩擦磨损试验机,研究了含MgO-Lu2O3-Re2O3(La2O3,Sm2O3,Gd2O3,Er2O3)三元添加剂Si3N4陶瓷的摩擦磨损性能。结果表明:机械磨损和摩擦化学反应为主要磨损机理。在三元添加剂中,随着第二稀土离子Re3+半径的增加,粘附层增加,Si3N4摩擦系数降低。基于横向断裂理论模型,Si3N4陶瓷单位磨损率随着1/(K1/2RH5/8)的增加而增加,其中含有第二相Lu-LuS m和SN-LuE r优于此线性关系,表现出更好的)4Si2N2O7的样品SN抗磨损性能。

MgO-Lu_2O_3-Re_2O_3三元添加剂对氮化硅陶瓷性能的影响

通过热压烧结方式制备Si3N4陶瓷,采用阿基米德排水法、SEM和四点弯曲法分别对样品的致密度、第二相、微观结构和力学性能进行测试。在添加Mg O-Lu2O3-Re2O3三元添加剂的S3N4陶瓷中,(Sm2O3,Er2O3)易促使Lu2O3在晶界处形成第二相Lu4Si2N2O7。在添加Mg O-Lu2O3-Re2O3(La2O3,Gd2O3,Er2O3)的Si3N4陶瓷中,长柱状晶均匀分布在较小的基体晶粒中,并弱化晶界,样品的四点抗弯强度均在900MPa以上,断裂韧性高于9 MPa·m1/2。而在添加Mg O-Lu2O3-Sm2O3的Si3N4样品中,由于局部出现晶粒异常长大现象,强度和韧性提高较小。另外,与传统二元Mg O-Re2O3添加剂相比,Mg O-Lu2O3-Re2O3三元添加剂随着Re3+离子半径的改变,对Si3N4陶瓷微观结构、力学性能不会产生规律性的影响。

MgO-Y2O3-Re2O3添加对氮化硅陶瓷微观组织及性能的影响

以α-Si3N4为原始粉料,MgO-Y2O3-Re2O3为烧结助剂,采用热压烧结法制备氮化硅陶瓷。通过阿基米德排水法、XRD、SEM、三点弯曲法、压痕法和激光闪光法分别对氮化硅的致密度、相组成、显微结构、抗弯强度、断裂韧性和热导率进行检测。研究表明:添加MgO-Y2O3-Re2O3(Re=Er、Sm、Dy、La、Y、Yb)的样品中,Sm2O3、Y2O3、Yb2O3易促使Y2O3分别形成第二相Y2SiO3、Y2Si3O3N4和Y2SiO5。同时,添加MgO-Y2O3-Re2O3(Re=Sm、Dy、La、Yb)的Si3N4中,长柱状晶均匀地镶嵌在较小的基体晶粒中,起自增强增韧作用,其抗弯强度均在920 MPa以上,断裂韧性均在6.93 MPa·m^1/2以上。与传统二元烧结助剂MgO-Re2O3相比,MgO-Y2O3-Re2O3三元添加剂中Re^3+半径的改变,对Si3N4陶瓷显微结构、抗弯强度及断裂韧性未产生规律性的影响,但其热导率随添加剂Re^3+半径减小而增大。

MgO-Yb_(2)O_(3)-Ho_(2)O_(3)三元烧结助剂对氮化硅陶瓷结构及性能的影响

采用气压烧结法,通过调整MgO-Yb_(2)O_(3)-Ho_(2)O_(3)中Yb_(2)O_(3)和Ho_(2)O_(3)的添加比例(0wt.%~6wt.%),研究三元烧结助剂体系下Ho_(2)O_(3)对氮化硅陶瓷XRD物相、显微结构以及导热性能的作用机理。研究结果表明:添加不同比例的Ho_(2)O_(3),陶瓷样品二次相的种类及结晶程度发生显著变化。随着Ho_(2)O_(3)添加量的增加,β-Si_(3)N_(4)晶粒尺寸呈细化趋势,进而使氮化硅陶瓷断裂强度增大,最大为(802±15)MPa;断裂韧性降低,最大为(7.62±0.12)MPa·m^(1/2)。与Yb_(2)O_(3)相比,Ho_(2)O_(3)的加入更易形成玻璃相,从而降低样品结晶度和热导率。