堇青石-莫来石复相陶瓷制备

以MgO-Al2O3-SiO2三元相图为依据,采用不同原料进行堇青石-莫来石复相陶瓷材料配料组成的设计,并在高温下合成制备了堇青石-莫来石复相陶瓷材料.研究了堇青石含量、不同原料配方对试样性能的影响.试验结果表明:配料一的试样性能较好,抗折强度均达35MPa以上.

莫来石含量对堇青石-莫来石复相陶瓷性能的影响

以合成堇青石（≤0.074 mm）和合成莫来石（0.45-0.9 mm）为主要原料,α-Al2O3微粉（≤0.044 mm）、镁砂（≤0.054 mm）和熔融石英（≤0.054 mm）为添加剂,经细磨、造粒、成型后,于1 370℃4 h烧成后制备了莫来石质量分数分别为15%、20%、25%、30%、35%和40%的堇青石-莫来石复相陶瓷材料,研究了莫来石含量对复相陶瓷材料烧结性能、抗折强度、热膨胀性及抗热震性的影响。结果表明：随着莫来石含量的增加,堇青石-莫来石复相陶瓷材料的体积密度、显气孔率和热膨胀系数都呈上升趋势,而抗折强度呈降低趋势;适当提高莫来石含量有利于复相陶瓷材料的抗热震性,当莫来石含量达到30%时,材料的抗热震性最好。

钛酸铝-堇青石复相陶瓷的制备和性能研究

本研究以MgO为稳定剂,以堇青石为增强剂,通过固相反应法成功制备了钛酸铝-堇青石复相陶瓷,并系统研究了MgO和堇青石以及烧结温度对复相陶瓷物相组成、显微结构、烧结性能和热力学性能的影响。结果表明,MgO的引入促进了钛酸铝晶粒的合成和长大,降低了烧结温度,并通过形成Mg_(x)Al_(2(1-x))Ti_((1+x))O_(5)固溶体提高了钛酸铝陶瓷的热稳定性。堇青石在烧结致密化和力学性能方面起着重要作用。在1325℃烧结条件下,MgO含量为8.00%、堇青石含量为15.00%的样品表现出良好的性能,体积密度为3.49 g/cm^(3),气孔率仅为2.2%,抗弯强度达到66.8 MPa,热膨胀系数为2.6×10^(-6)K^(-1)(室温至1000℃)。研究结果为设计和制备具备优异综合性能的高温结构陶瓷提供了新的思路。

镁质黏土对碳化硅-堇青石复相陶瓷结构及性能影响

采用烧结法制备碳化硅-堇青石复相陶瓷。利用TG-DTA分析仪确定原料组成的热行为和反应机理,XRD确定晶相组成,SEM观察形貌结构,PCY高温卧式膨胀仪测定热膨胀系数。结果表明,800℃制备的添加镁质黏土复相陶瓷的抗折强度从0.84 MPa提高到1.91 MPa,表明加入镁质黏土能够提高复相陶瓷在烧制过程中的强度;在1300℃烧结温度下,添加镁质黏土试样的抗折强度从37.25 MPa提高到40.61 MPa,气孔率从19%降低到16%,体积密度从1.63 g/cm^(3)提高到1.64 g/cm^(3),热膨胀系数从2.958×10^(-6)℃^(-1)降低到2.789×10^(-6)℃^(-1),表明添加镁质黏土对复相陶瓷性能有所改善,堇青石结晶度更高,致密度更好。

太阳能热发电用堇青石-莫来石复相陶瓷的制备及抗热震性

以合成莫来石和合成堇青石为原料,采用常压烧结制备了太阳能热发电用堇青石-莫来石复相陶瓷。研究了质量比、烧结温度等对样品的吸水率、气孔率、体积密度、抗折强度及抗热震性等的影响。结果发现,最优配方是1 440℃烧结的A3样品,堇青石和莫来石质量比为7∶3,气孔率为0.30%,吸水率为0.12%,体积密度为2.487g/cm3,抗折强度达68.49MPa,抗热震循环(室温～1 100℃)30次无裂纹。通过XRD和SEM分析发现样品由低温堇青石、高温堇青石和莫来石组成。该复相陶瓷可作为潜在的太阳能输热管道材料。

烧结助剂对堇青石-莫来石复相陶瓷的致密化和烧结特性的影响（英文）

以高岭土、滑石、工业氧化铝为原料,加入不同含量的B_2O_3、Nd_2O_3、Y_2O_3烧结助剂,通过原位反应烧结法合成了堇青石-莫来石复相陶瓷,研究了烧结助剂对其致密度和烧结特性的影响。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)表征试样的晶相组成和微观结构。利用FactSage 6.0软件对系统的相组成和液含率进行了模拟对比分析。结果表明:B_2O_3具有最好的助烧结性。添加2.0%B_2O_3的复相陶瓷样品的烧结温度降低,致密度和机械强度提高,其经1 420℃烧成后吸水率和抗折强度分别为0.03%和116.70 MPa。经XRD分析和FactSage模拟证实,由于B_2O_3的液相烧结作用,物质间的固相扩散转变为液相扩散,促进了样品中四方堇青石的生成(未添加B_2O_3样品相组成为六方堇青石)。SEM和EDS结果表明,2.0%B_2O_3促进了晶体的生长与发育,四方柱状或块状堇青石与针棒状莫来石相互交织穿插排列,赋予样品较高的致密度和强度。

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。

莫来石晶须原位增强堇青石-莫来石多孔陶瓷制备

为实现煤矸石资源化利用,以高岭土粉、煤矸石粉、滑石粉、氢氧化铝粉为主要原料,制备了莫来石晶须原位增强堇青石-莫来石多孔陶瓷。研究了煤矸石掺量(质量分数分别为0、9%、17%、26%、33%)和AlF_(3)添加量(质量分数分别为0、1.5%、2.0%、2.5%、3.0%)对多孔陶瓷物相组成、显微结构和性能的影响。结果表明:1)当煤矸石掺量(w)≤17%、AlF_(3)添加量(w)≤2.5%时,试样主要矿物组成为堇青石和莫来石。2)增加煤矸石掺量可明显提高试样的体积密度和耐压强度,但对保持显气孔率不利;增加AlF_(3)添加量导致试样体积密度和耐压强度减小,但可提高显气孔率。3)随着煤矸石掺量和AlF_(3)添加量的增加,莫来石晶须直径增加,长径比增加,呈四方柱状或针状。4)当煤矸石掺量(w)为17%,AlF_(3)添加量(w)为2.5%时,经1350℃保温2 h,可获得体积密度1.86 g·cm^(-3),显气孔率31.0%,耐压强度27.8 MPa的多孔陶瓷;其针状莫来石晶须形成互锁结构,平均直径0.5μm,长径比>20。

硅灰粉尘添加量对莫来石-堇青石复相材料晶相结构与性能影响

采用XRD和SEM法确定莫来石-堇青石复相材料的晶相结构及其含量。探讨不同含量硅灰粉尘对复相材料的晶相结构与性能的影响。实验结果表明:复相材料中存在α-堇青石、β-堇青石、μ-堇青石和莫来石四种晶相。堇青石含量随着硅灰粉尘结合剂含量的增加而增加。莫来石含量随着结剂含量的增加而减少。根据结构上的分析结果,确定2#为最隹的配方,其堇青石和莫来石含量分别为66.0%和33.7%,抗折强度为27.69Mpa,1次和10次热震抗折强度保持率分别为63.36%和33.7%,体积密度为2.69 g/cm3.

合成温度对堇青石-莫来石复相材料中堇青石、莫来石生成量的影响

以MgO -Al2 O3-SiO2 三元相图为依据 ,在M2 A2 S5-A3S2 连线上进行了堇青石 -莫来石复相材料组成点的设计 ,并在高温下合成了堇青石与莫来石比例为 1∶1的复相材料。重点讨论了烧成温度对堇青石一莫来石复相材料中堇青石、莫来石生成量的影响。XRD定量分析结果表明 ,当合成温度范围约在 1 380～1 4 2 0℃之间时 。

堇青石-假蓝宝石复相陶瓷的介电性能

以氧化铝、碱式碳酸镁和二氧化硅为原料,用固相合成法制备了堇青石-假蓝宝石复相陶瓷材料.用阿基米德法测量了其开口气孔率,用X射线衍射仪研究了该材料成分组成.测试其介电性能,并重点分析讨论了气孔率、假蓝宝石含量、烧结助剂含量、晶格常数对此复相材料的介电性能的影响.结果表明,该材料具有低的介电常数和较小的介电损耗,介电常数ε＜7.0,介电损耗tgδ＜10-3.

堇青石—莫来石复相陶瓷的制备与性能

以MgO-Al2O3-SiO2三元相图为依据,采用不同原材料,进行了堇青石—莫来石复相陶瓷材料配料组成的设计,并在高温下合成制备了堇青石—莫来石复相陶瓷材料。研究了堇青石含量、不同原料配方对试样性能的影响。

碳化硅-堇青石复相陶瓷窑具材料的制备及表征

本文对碳化硅、堇青石的优点整合制备碳化硅/堇青石复相陶瓷窑具,并从力学性能方面研究了碳化硅及堇青石的含量对复相窑具性能的影响,确定碳化硅含量在75%,堇青石含量在8%~10%得到性能优异的复相陶瓷窑具,同时对烧成温度进行了研究,发现在1 390℃下保温3小时有利于产品的完全烧结。通过X-射线衍射（XRD）分析,复相陶瓷窑具中并未有杂质相出现。

堇青石-尖晶石复相陶瓷材料的介电性能

以氧化铝、碱式碳酸镁和二氧化硅为原料,采用固相法合成堇青石-尖晶石复相陶瓷.测量了该材料的开口气孔率,测试了其介电常数和介电损耗,用X射线衍射仪分析了材料的组成成分.重点分析讨论了相组成、测试频率和烧结助剂对此复相材料介电性能的影响.结果表明:在尖晶石与堇青石的摩尔比为60:40,加入5%(质量分数)烧结助剂时所得的复相材料具有较低的介电常数(ε=6.6)和低的介电损耗(tanδ=1.9×10-3).

Al2O3-SiO2陶瓷纤维对堇青石结合碳化硅复相材料性能的影响

以碳化硅颗粒为骨料,以滑石粉、苏州土和α-Al_2O_3粉为基质并适量加入Al_2O_3-SiO_2陶瓷纤维,通过原位反应合成法制备了堇青石结合碳化硅复相材料,研究了纤维加入量(质量分数0~10%)对该复相材料性能的影响。结果表明:该复相材料的主晶相为碳化硅和堇青石,当Al_2O_3-SiO_2陶瓷纤维质量分数小于8%时,纤维与基体结合紧密,分散较好;随纤维加入量的增加,复相材料的抗折强度先增大后降低,抗热震性能则逐渐提高;当纤维质量分数为8%时,复相材料的抗折强度最大,达33 MPa,其综合性能良好。

ρ-Al_(2)O_(3)复合铝酸钙水泥烧结助剂对多孔碳化硅陶瓷性能的影响

为了提高多孔碳化硅陶瓷的性能,以绿碳化硅为主原料,石墨为造孔剂,用铝酸钙水泥(CAC)和水合氧化铝(ρ-Al_(2)O_(3))配制成复合烧结助剂(ρ-Al_(2)O_(3)-CAC),经1450℃保温3 h,制备多孔碳化硅陶瓷。研究了ρ-Al_(2)O_(3)-CAC加入量(加入质量分数为2.5%~20%)对多孔碳化硅陶瓷物相组成、显微结构和性能的影响。结果表明:1)ρ-Al_(2)O_(3)-CAC能促进碳化硅的氧化,并与碳化硅氧化生成的SiO_(2)发生原位反应,形成玻璃-莫来石复相结合,同时还在结合相中引入气泡,气泡会随ρ-Al_(2)O_(3)-CAC加入量的增加而长大;2)当ρ-Al_(2)O_(3)-CAC的加入量为12.5%(w)时,制得的多孔碳化硅陶瓷综合性能最佳,其显气孔率为39.1%,室温弯曲强度为39.3 MPa,透气度为26.74 m^(3)·h^(-1)·kPa^(-1)·m^(-2),抗热震性最优。

太阳能热发电用堇青石-莫来石储热陶瓷的研制

以煅烧铝矾土、滑石和石英为原料,设计太阳能热发电储热用原位合成堇青石-莫来石复相陶瓷组成并制备样品,采用XRD、SEM等现代测试技术对样品的性能及微结构进行研究。探讨样品相组成及微观结构对储热陶瓷样品抗热震和储热性能的影响。结果表明,原位合成四方柱状莫来石结合原位合成条柱状堇青石可显著提高样品的抗热震性能和储热性能;经1450℃烧成的堇青石-莫来石复相储热陶瓷样品热膨胀系数为3.64×10^(-6)K^(-1)(室温~850℃);储热密度为1416 kJ/kg(0~800℃);热震30次(室温~800℃,气冷)不开裂,且热震后抗折强度增长了28.11%。满足太阳能热发电显热储热材料的要求。

陶瓷纤维/莫来石晶须原位增强堇青石-莫来石轻质隔热材料

以蓝晶石、粘土、氧化镁粉为原料,以淀粉为造孔剂和固化剂,引入适量的硅酸铝陶瓷纤维或多晶莫来石纤维和AlF_3,通过莫来石晶须在陶瓷纤维表面的原位形成,制备了具有陶瓷纤维/莫来石晶须互锁结构的堇青石-莫来石轻质隔热材料。研究了陶瓷纤维在AlF_3的作用下对材料显微结构观察、常温力学性能和导热系数的影响。研究表明:在AlF_3的作用下,莫来石晶须在硅酸铝纤维表面垂直生长,部分穿插在发育良好的堇青石晶粒中;这种具有陶瓷纤维/莫来石晶须互锁结构的的陶瓷材料,其力学性能得以提高并降低了材料的导热系数。

莫来石-堇青石陶瓷窑具材料的性能及显微结构

研究了红柱石骨料的莫来石化作用及添加剂SiC的加入量、合成莫来石的引入和烧成温度对莫来石-堇青石窑具材料性能及显微结构的影响。结果表明 ,在 1380℃ 4h下烧成时 ,红柱石的莫来石化作用能大大改善材料的烧结性能 ;加入 4 %的SiC可提高材料的物理性能 ;部分合成莫来石的加入可克服红柱石在莫来石化过程中的不足 ,强化材料的组织结构 。

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.