添加煅烧铝型材厂污泥制备刚玉-堇青石-莫来石复合陶瓷

为了提高莫来石-堇青石复相材料的使用温度,以煅烧铝型材厂污泥、高岭土和滑石粉为主要原料制备刚玉-堇青石-莫来石复合陶瓷,主要研究了煅烧污泥和滑石粉添加量的变化(质量分数的变化范围分别为35%~30%和13%~18%)对复合陶瓷的性能、物相组成和显微结构的影响。研究表明:随着滑石粉添加量的增加,复合陶瓷的体积密度逐渐减小,常温抗折强度逐渐增大,热震后常温抗折强度和热震后常温抗折强度保持率逐渐减小,抗热震性能降低。各试样均含有刚玉、莫来石、堇青石和镁铝尖晶石四种晶相。综合考虑,最佳配方(w)为:煅烧铝型材厂污泥34%,龙岩高岭土52%,滑石粉14%;对应的晶相组成(w)为:刚玉26.62%,莫来石23.81%,堇青石45.37%,镁铝尖晶石4.21%;其性能为:显气孔率1.38%,体积密度2.41 g·cm^-3,常温抗折强度55.7 MPa,热震后常温抗折强度31.5 MPa,热震后常温抗折强度保持率56.4%。

泡沫注凝法制备刚玉-莫来石多孔陶瓷

以T60板状刚玉粉(d50=10.74μm)、ZTP-200氧化铝微粉(d50=4.96μm)、RG4000煅烧氧化铝微粉(d50=1.46μm)和NS-30型硅溶胶为原料,采用泡沫注凝法制备了刚玉-莫来石多孔陶瓷,主要研究了粉料粒度级配(d50分别为1.46、4.96、10.74μm的三种氧化铝粉料的质量分数分别为44%、26%、30%,36%、28%、36%,30%、29%、41%,21%、29%、50%)和浆料中硅溶胶加入量(质量分数分别为0、2%、4%)对坯体的烧后收缩及烧后试样的致密度、常温耐压强度、热导率、相组成和显微结构的影响。结果表明:1)d50=10.74μm的粗颗粒加入量增加,试样的烧后线收缩率、致密度和常温耐压强度减小;2)硅溶胶加入量增加,试样的烧后线收缩率和体积密度减小,但由于SiO2与Al2O3反应生成莫来石,试样的常温耐压强度变化较复杂;3)泡沫注凝法制备的刚玉-莫来石复相多孔陶瓷具有球形孔结构,平均孔径约为140μm,其性能如下:烧后线收缩率9.29%,体积密度0.78 g·cm-3,显气孔率79.8%,常温耐压强度25.3 MPa,1 000℃(热面温度)下的热导率为0.481W·m-1·K-1。

刚玉-莫来石复合材料的制备研究

依据刚玉-莫来石复合材料的成分要求,采用不同等级的矾土配制成混合料,采用细磨、分级、烘干、成型、烧结工艺进行制备刚玉-莫来石复合材料的研究。结果表明,采用此工艺可制备出刚玉-莫来石复合材料,以莫来石相为主的复合材料的烧结温度为1700℃,体积密度为2.82g/cm3,显气孔率<1.5%,显微结构为柱状莫来石形成交错连锁的网络结构,刚玉填充在莫来石形成交错连锁网络结构的空隙中;以刚玉相为主的刚玉-莫来石复合材料的烧结温度为1550℃,体积密度为3.29g/cm3,显气孔率<2.5%,显微结构为等轴状的刚玉形成的骨架结构。

ZrO2溶胶对刚玉-莫来石复相陶瓷性能的影响

研究了ZrO2溶胶对刚玉-莫来石复相陶瓷性能和微观结构的影响.结果表明:在已有刚玉-莫来石质材料技术的基础上,采用溶胶-凝胶法引入ZrO2,可使ZrO2在主体材料中形成亚微米包裹薄膜,可控制ZrO2的分布,使ZrO2在主体材料中均匀分布,达到定量均匀掺入的目的,从而可获得微观结构可控、晶粒尺寸大小均匀,使ZrO2的作用得以充分发挥,不仅可提高材料的抗热震性,而且可提高材料的高温强度及蠕变性.另外,对于加入氧化锆溶胶的试样,氧化锆粒子的应力诱导相变增韧和微裂纹增韧是刚玉-莫来石质材料热震稳定性提高的主要原因.

耐高温氧化锆-刚玉-莫来石复相陶瓷的制备及其抗热震性

以煤系高岭土、α-Al_2O_3和部分稳定氧化锆(PSZ,3%mol Y_2O_3)为原料,制备了耐高温氧化锆-刚玉-莫来石复相陶瓷。采用XRD、SEM等测试技术对样品的物相组成及显微结构进行了表征,研究了PSZ添加量(分别为5wt%、10wt%、15wt%、20wt%、25wt%、30wt%)对样品物理性能、高温塑性变形及抗热震性的影响。结果表明:由于采用含3%mol Y_2O_3的PSZ,Y_2O_3在高温下起到了烧结助剂的作用,致使样品的烧成温度显著降低;同时随着PSZ添加量的增加,样品的抗折强度增加。经最佳烧成温度烧成的各样品的抗折强度分别达到147.4 MPa、161.3 MPa、205.9 MPa、234.4 MPa、294.0 MPa、385.0 MPa。当PSZ的最佳添加量为10wt%时,样品具有较低的高温塑性变形及良好的抗热震性;当PSZ添加量继续增加,样品在高温易产生液相,抗蠕变及抗热震性降低。SEM显微结构研究表明,随着氧化锆添加量增加,样品结构越致密,增强效果越显著。XRD分析结果表明,复相陶瓷具有良好的耐高温性能,热震前后样品的物相组成不变,均为莫来石、刚玉、m-Zr O_2和t-Zr O_2。

透气性莫来石基陶瓷-金属复合材料

本文报道了一种透气性Ｍｕｌｌｉｔｅ－Ｆｅ透气性陶瓷－金属复合材料，考察了原材料配比及工艺因素对透气性能及力学性能的影响。由于反应烧结过程中表面及内部生成的相组成物不同，使得材料的性能崐具有梯度性：整体具有较高的透气性，表面具有较高崐的强度。该材料不仅可用于流体的过滤，而且可制成崐模具，应用于塑料、橡胶的热成型以及Ｚｎ，Ａｌ，Ｍｇ，Ａｌ。

高强隔热刚玉-镁铝尖晶石-莫来石多孔陶瓷材料的制备

以氧化铝、石英粉和电熔镁砂为主要原料,以纸浆废液为结合剂,通过原位反应烧结制备复相高强隔热陶瓷,研究MgO添加量对所制备多孔陶瓷的显气孔率、抗折强度、耐压强度和抗热震性能的影响。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和电子万能试验机对材料的物相组成、显微结构和力学性能进行表征,并对多孔陶瓷的显气孔率和抗热震性能进行测试。结果表明:5%(质量分数)电熔镁砂与氧化铝、石英粉在1450℃下原位反应烧结3h可制备得到刚玉-镁铝尖晶石-莫来石多孔复相陶瓷,耐压强度达270.25MPa,抗折强度超过45MPa,同时显气孔率达26.46%,常温导热系数为1.469W·m^-1·K^-1,隔热性能良好,且3次热震后的残余抗折强度保持率超过27%,是极具应用前景的工业窑炉内衬材料。其中MgO含量变化会直接影响该多孔陶瓷三相组成、相形态、气孔孔径及分布,使得多孔陶瓷抗折强度、耐压强度和抗热震性能呈现非单调变化的规律。

蓝晶石基刚玉-莫来石陶瓷

本实验在制备刚玉-莫来石陶瓷过程中加入蓝晶,以蓝晶石的膨胀性能来抵消或减小陶瓷烧结过程中的收缩比例,增强陶瓷的各项性能,特别是抗折强度;并通过改变烧结制度,探究蓝晶石基刚玉-莫来石最佳的烧结温度。

莫来石-刚玉多孔陶瓷支撑体的制备与性能

以高岭土和氧化铝为原料,通过聚合物辅助挤出成型法制备了管状莫来石-刚玉多孔陶瓷支撑体.研究造孔剂添加量和烧结温度对支撑体相组成、机械强度、微观结构及孔结构的影响,结果显示通过优化制备条件可以获得高气孔率、高强度、孔径分布均匀、透气度好,且具有良好抗热震性能的多孔陶瓷支撑体.

聚苯乙烯泡沫球添加量对刚玉-莫来石多孔陶瓷性能与结构的影响

为了制备密度小、高温性能优异的刚玉-莫来石多孔陶瓷,在以莫来石细粉、板状刚玉细粉、α-Al_2O_3微粉、SiO_2微粉为主要原料,硅溶胶和ρ-Al_2O_3为结合剂配制的浆料中,分别添加占浆料体积10%、30%和50%的聚苯乙烯泡沫球为造孔剂,采用振动浇注成型,在1 500℃烧后制备了刚玉-莫来石多孔陶瓷,并探究了聚苯乙烯泡沫球添加量对多孔陶瓷的性能、相组成以及显微结构的影响。结果表明:随着聚苯乙烯泡沫球造孔剂添加量的增加,试样的常温弯曲强度、常温压缩强度、高温抗折强度、容重、热导率均明显下降。聚苯乙烯泡沫球氧化后形成直径约为2 mm的气孔,同时基质中颗粒之间的部分烧结生成了大量的微气孔,且1 500℃热处理后试样中原位生成了大量的莫来石,使得试样在1 500℃热处理后膨胀;当聚苯乙烯泡沫球加入量为浆料总体积50%时,试样的显气孔率达到61%,1 400℃下的高温抗折强度高达2. 64 MPa,满足密度小、高温性能优异的要求。

烧成制度对刚玉-莫来石陶瓷相含量、显微结构及性能的影响

本文介绍了采用挤出成型工艺制备结构陶瓷的过程,研究烧成制度对刚玉-莫来石结构陶瓷微观结构、相变反应及性能的影响。结果表明:当升温速率较快时,刚玉固溶和溶解速度较慢,残余刚玉量较高,生成玻璃相较少;随着温度升高,刚玉与莫来石的相对质量比越来越小,说明提高温度,加速了刚玉溶解,但是玻璃相/莫来石比值不同,更易受升温速率影响,快速升温时温度越高,比值越小,慢速升温时温度越高则比值越大;升温速率对莫来石、刚玉和玻璃相作用因子从大到小排列顺序是:玻璃相>刚玉>莫来石,快速升温时最高温度影响因子排列顺序是:玻璃相>莫来石>刚玉,慢速升温时最高温度影响因子是:玻璃相>刚玉>莫来石;1550℃以下烧成莫来石生长发育不良,晶体出现短柱状长径比较小,网状交叉分布数量明显减少,气孔较多,这是因为二次莫来石化未完全反应,未充分烧结;结构陶瓷热膨胀系数影响因子:刚玉与莫来石质量比、显气孔率、体积密度,其中刚玉与莫来石质量比是最主要影响因素,后两者影响作用比较接近,刚玉与莫来石质量比越大,陶瓷热膨胀系数则越大。

硅溶胶对刚玉莫来石复相陶瓷的性能影响

采用溶胶-凝胶法在刚玉-莫来石质材料中引入活性硅溶胶(SiO2),分析了硅溶胶对刚玉-莫来石复相陶瓷性能的影响机制。研究结果表明,SiO2在主体材料中形成纳米包裹薄膜,SiO2的分布可控、掺入均匀,从而提高了复相陶瓷的抗热震性、高温强度及蠕变性。加入SiO2溶胶产生的莫来石反应化和微裂纹增韧是刚玉-莫来石质材料热震稳定性提高的主要原因。

堇青石-莫来石复相储热陶瓷与PCM相容性研究

以煅烧铝矾土、滑石及石英为原料,采用挤出成型,制备堇青石-莫来石复相蜂窝陶瓷,用这种显热储热陶瓷(简称基体)封装PCM制备潜热/显热复合储热材料。设计F系列封装剂配方组成,选择PCM为Al Si20、Na2SO4,制得PCM/蜂窝陶瓷复合储热材料,热震循环(200~900℃)30次,每次循环在900℃保温12 h。利用XRD、SEM、TG-DSC等分析相组成、微观结构、封装剂与基体结合性、基体与PCM相容性、复合储热材料的相变温度及相变焓。结果表明,经1440℃烧成的蜂窝陶瓷,Wa、Pa、D及a轴抗压强度分别为2.38%、6.32%、2.65 g/cm^3,25.77 MPa;XRD显示相组成为堇青石、莫来石及少量镁铝尖晶石;30次热震后,Wa、Pa略有升高,D及σa略有降低。封装剂剪切强度测定结果表明,封装剂F2与基体结合强度最大,达2.53 MPa,SEM显示F2与基体结合良好。热震循环30次后,基体断面SEM图表明,PCM无渗漏。TG-DSC结果表明,经30次热循环后,Al Si20/蜂窝陶瓷复合储热材料的相变范围为571.7~583.5℃,峰值为578.3℃,峰值温度偏移不超过0.7%。复合储热材料具有优良的储热性能。

锆溶胶制备及其对刚玉莫来石复相陶瓷性能的影响

采用溶胶-凝胶法合成了锆溶胶,并在刚玉-莫来石质材料中引入ZrO2,分析了ZrO2溶胶对刚玉-莫来石复相陶瓷性能的影响特征。研究结果表明,ZrO2在主体材料中形成纳米包裹薄膜,ZrO2的分布可控和均匀掺入,不仅提高复相陶瓷的抗热震性、高温强度及蠕变性,而且还使微观结构可控、晶粒尺寸均匀。加入ZrO2溶胶产生氧化锆粒子的应力诱导相变增韧和微裂纹增韧是刚玉-莫来石质材料热震稳定性提高的主要原因。

氧化铝-莫来石复合粉对莫来石烧结行为的影响

将莫来石先驱体溶胶预先引入到硫酸铝水溶液中 ,干燥后经 12 0 0℃煅烧获得氧化铝 -莫来石复合粉料。研究了该粉料与硅溶胶混合获得的混合粉的烧结行为 ,并与氧化铝、莫来石晶种和硅溶胶三相混合获得的混合粉的烧结行为进行了分析比较。其中 ,两种混合粉料均是以理论莫来石组分进行配比 (Al2 O3∶SiO2 =72∶2 8) ,并且两种混合粉中莫来石晶种的质量分数均为 5%。实验结果表明 :前者在 1450℃烧结 2 0min即实现完全莫来石化 ,其显微结构为晶须状莫来石 ;后者在 150 0℃烧结 2 0min实现完全莫来石化 。

刚玉-氮化硅复合材料研究现状

分析了陶瓷杯的损毁机理及陶瓷杯耐火材料的发展。重点总结了目前刚玉-氮化硅复合耐火材料的研究现状。

刚玉-莫来石质承烧板的研制

本文采用正交设计方法研究了氧化铝微粉、高岭土及烧成温度对刚玉-莫来石复相陶瓷热震稳定性及蠕变性能的影响机制。结果表明:对于复相陶瓷的抗热震性而言,影响最大的是高岭土,其次是氧化铝微粉,烧成温度的影响最小;对于抗蠕变性而言,影响最大的是氧化铝微粉,其次是烧成温度,高岭土对蠕变量的影响最小。氧化铝微粉的加入量增加可以使蠕变量下降,抗热震性提高;烧成温度提高会使蠕变量减小,但是对抗热震性不利;随高岭土加入量增加抗热震性呈降低趋势。

刚玉莫来石—ZrB_2复合材料力学性能的研究

研究了不同含量的ZrB_2对刚玉莫来石材料力学性能的影响,进而分析了复合材料的强化韧化机制.

刚玉—莫来石纤维复合膜的制备

本文选用刚玉微粉为骨料,加入高温莫来石纤维,通过无机粘结剂将刚玉骨料和莫来石纤维有效地粘结在一起,在高温下烧成制备出高孔隙率、低过滤压降的刚玉莫来石纤维复合膜,并研究骨料颗粒粒径、纤维加入量、纤维结构等对膜材料性能的影响。

烧结范围宽的刚玉－莫来石陶瓷

介绍了三种不同用途的、具有很宽烧结范围（达１００～１２０℃）的刚玉－莫来石陶瓷的试制过程。通过引入玻璃态矿化剂，变性矿化剂和ＢａＯ－ＣａＯ－ＳｉＯ２系统低熔混合物，使刚玉－莫来石陶瓷的烧成温度范围扩大，提高了其材料性能，以满足实际生产的需要。