氧化铝耐火材料制备中热应力有限元分析

氧化铝耐火材料在制备过程中所产生的裂纹等轻微损伤,是潜在的安全风险。为提高材料的使用性能,研究了在烧成过程中模型尺寸、热处理温度、升温速率、降温速率以及气孔率等因素对氧化铝耐火材料裂纹产生的影响。结果表明:在模型尺寸增大时,对应的最大热应力值也随之增大,产生裂纹的风险也越大;最大热应力峰值出现在1200~1600℃温度区间内;只改变1000~1350℃温度区间内的升温速率时,升温速率越大对应的最大热应力值越大;窑炉从1600℃降到室温时,降温初期最大热应力值迅速增大,且降温速率越大对应的最大热应力值越大;对于气孔率分别为5%、7%和10%的氧化铝砖坯,在相同的烧成条件下,气孔率10%砖坯的最大热应力值于1200℃、1300℃、1400℃及1500℃均最小,因此气孔率为10%比5%和7%更有利于降低烧成过程中裂纹产生的风险。

碳化硅晶须补强氧化铝复合材料制备分析

氧化铝是一种耐热、耐磨、电绝缘的陶瓷材料,在工业领域被广泛应用。氧化铝与其他材料复合制备而成的氧化铝复合材料性能优越,在航空等领域拥有广阔的应用空间。碳化硅晶须硬度最高、抗拉伸强度最大,同时也耐热,主要分为α型和β型两种形式,被广泛地应用到了航空等领域中。将碳化硅晶须加入到陶瓷基体中能够获得性能更为卓越的氧化铝复合材料。文章介绍了氧化铝复合材料及其性能、碳化硅及碳化硅晶须,其中提到了碳化硅晶须的三种制备工艺。其次介绍了碳化硅晶须在氧化铝复合材料制备工艺中的增强机理,最后,系统化地介绍了碳化硅晶须对氧化铝复合材料化学性能的影响。

热解蔗糖/γ-氧化铝制备碳均匀覆盖的碳/氧化铝复合材料(英文)

碳/氧化铝复合材料(CCA)作为催化剂载体或吸附剂具有广泛用途.在文献报道中,大部分的碳-氧化铝复合材料是通过热解气相碳氢化合物制得的,这样在氧化铝表面覆盖的碳通常是不均匀的.本文提出了一个操作简便,且重复性高的新方法来制备碳均匀覆盖的碳/氧化铝复合材料———热解均匀分散在氧化铝表面的蔗糖.在这种复合材料中,碳层厚度可控制为一个石墨单层的厚度,且碳的覆盖度及层数可以通过改变浸渍的蔗糖量及浸渍次数来进行调控.

冲击参数对氧化铝基耐火材料常温耐磨性的影响

参照GB/T18301《耐火材料常温耐磨性试验方法》,分别以标准碳化硅砂(36#)、电熔白刚玉砂(36#)和石油支撑剂用陶粒为磨损介质,采用不同压力(300kPa、448kPa和600kPa)的压缩空气和不同量(1kg、2kg)的磨损介质对普通高铝砖(LZ-65和LZ-75)、高炉用高铝砖、磷酸盐结合高铝砖、高纯刚玉砖、刚玉莫来石砖、铬刚玉砖、赛隆结合刚玉砖、微孔刚玉砖和塑性相复合刚玉砖等10种氧化铝基耐火材料进行了磨损实验。结果表明:(1)随着冲击气体压力的增大,10种材料的磨损量都增加,但由于这些材料在组成和结构上的差异,其磨损量增加的幅度存在明显差异。(2)由于磨损介质的颗粒形状和体积密度不同,在相同的冲击气体压力下,磨损介质的流动速度不同,对材料的磨损量也不同,其中,采用碳化硅时磨损量最大,采用白刚玉时次之,采用陶粒时最小。(3)当磨损介质碳化硅砂用量增加1倍时,材料的磨损量增加,但不同材料的磨损量增加幅度不同,其中微孔刚玉砖和磷酸盐结合高铝砖分别增加了1.84倍和1.26倍,而高纯刚玉砖和高炉用高铝砖增加的不足0.4倍。(4)耐火材料的常温耐磨性能取决于其强度和结构的致密性,强度和致密度较高的材料耐磨性能较好。

氧化铝基陶瓷材料增韧研究现状及其发展方向

陶瓷的韧性是陶瓷材料研究领域的核心问题 ,氧化铝陶瓷材料的脆性极大地限制了该项材料的推广应用 .为了减小Al2 O3 基陶瓷材料的脆性 ,除了采用先进的制备工艺外 ,人们研究了许多增韧的手段 :氧化锆相变增韧 ;纳米技术增韧 ;晶须和纤维增韧 ;颗粒弥散增韧 ;复合增韧 ;表面改性增韧等 ,详细探讨了近年来氧化铝陶瓷材料的增韧研究现状和今后的发展方向 .

晶须及颗粒增韧氧化铝基陶瓷复合材料的抗热震性能

对 Al2 O3- Si Cw和 Al2 O3- Ti Cp陶瓷基复合材料的抗热震性能进行测试和分析 ,结果表明 :Al2 O3- Si Cw和 Al2 O3-Ti Cp陶瓷基复合材料与基体相比抗热震性均有较大幅度的提高 ,其中 ,Al2 O3- Si Cw复合材料显示出更为优越的抗裂纹扩展能力与抗循环热震性能。材料增韧效果的差异是产生这一现象的主要原因。

高纯氧化铝陶瓷材料真空出气性能测试

通过一系列实验测试了致密型高纯氧化铝陶瓷 (99瓷 )的出气速率 ,考察了材质、不同预处理方法等因素对其出气性能的影响 。

表面改性处理对氧化铝/环氧树脂复合材料力学性能的影响(英文)

对未改性和表面偶联处理的氧化铝颗粒填充环氧树脂复合材料(颗粒体积分数为20%,35%和40%)的力学性能进行对比研究。通过对改性前后复合材料结构的均匀性和抗拉伸性能的分析得出以下结论:添加了偶联处理后的氧化铝颗粒使复合材料的均匀性、断裂强度和弹性模量都有了较大程度的提高。原因在于对颗粒的表面偶联改性处理使颗粒间存在的黏聚吸附力下降,增加了颗粒与树脂基体间的结合力,使氧化铝颗粒能够在树脂基体中达到很好的分散状态。采用扫描电镜分析手段对样品断口形貌的分析说明材料内部界面间的结合状态以及颗粒在基体中的分布状况。

稻壳加入量对氧化铝多孔材料的性能及结构的影响

为了研究稻壳造孔剂对氧化铝多孔材料性能的影响,以粒度≤0.074和≤0.045 mm的板状刚玉粉、d50=2μm的α-Al_2O_3微粉、d50=5μm的ρ-Al_2O_3微粉和粒度≤0.045 mm的金属铝粉为主要原料,通过添加不同量的稻壳(≤0.045 mm质量分数分别为0、5%、10%、15%、20%、25%和30%)为造孔剂,分别在1 450、1 500、1 550和1 600℃保温3 h烧后制备了氧化铝质多孔材料。对烧后的试样进行了体积密度、显气孔率、热导率和高温力学性能的检测,采用XRD进行了物相组成分析,借助扫描电镜对烧后试样的显微结构和孔结构进行了分析表征。结果表明:稻壳的添加会对氧化铝多孔材料的孔结构、热导率以及力学性能产生显著影响。随着稻壳添加量的增加,试样的显气孔率和平均孔径逐渐增大,相应的热导率逐渐减小。但由于稻壳烧失后残留下的Na_2O以及K_2O等杂质在高温下会形成液相,这也导致了材料高温抗折强度和荷重软化温度显著降低。

氧化铝陶瓷材料快速成形制备工艺

采用快速成形技术中的分层实体造型工艺制备氧化铝陶瓷材料。所用原料为平均粒度 2 μm的氧化铝粉末 ,经过轧膜法制成厚度为 0 .7mm的片材 ,热分析后可以确定脱脂工艺。烧结产物为各向异性材料 ,测试了材料的抗弯强度和硬度 ,并进行了微观组织分析。

压痕-急冷法测定增韧氧化铝基陶瓷复合材料的抗热震性能

采用压痕 急冷法测试了Al2 O3 SiCw ,Al2 O3 ZrO2 和Al2 O3 TiCp三种陶瓷基复合材料的抗热震性能 ,并与急冷强度法测试结果进行了对比分析。实验结果表明 ,两种方法之间存在一致性。三种陶瓷基复合材料与基体Al2 O3 相比抗热震性均有较大幅度的提高 ,其中Al2 O3 SiCw复合材料显示出最为优越的抗裂纹扩展能力与抗循环热震性能。材料的增韧效果是产生这一现象的主要原因。压痕 急冷法与急冷强度法相比免去了热震后的强度测试 ,具有使用试样数目少 ,数据具有统计效应 。

铝-氧化铝复合材料压缩时的高温金相观察

为了考察铝-氧化铝复合材料可热塑加工能力,利用高温金相显微镜,对其在450C和600C压缩时组织的动态变化进行了观察,发现纤维可以随基体合金流动.但未发现纤维断裂和脱离基体现象.这表明纤维和基体接触面有坚固的粘结力,能承受从基体到纤维间的较强载荷.该复合材料可以进行热塑加工.

纳米碳化硅颗粒强化氧化铝基陶瓷材料机理的研究现状

综述和分析了纳米碳化硅颗粒强化氧化铝基陶瓷材料的强韧化机制,认为由沿晶断裂到穿晶断裂的断裂模式的改变不是使复相陶瓷材料强韧化的机制之一,而恰恰是其韧性得不到显著提高的重要原因,并由此提出了有关复相材料新的设计思路。

钛酸铝/氧化铝复合材料的制备及其抗铝液浸渗性能

以Al2O3,TiO2,MgO和Fe2O3粉末为起始原料制备出不同氧化铝含量的钛酸铝/氧化铝复合材料;通过考察浸于熔融铝液中试样断面显微结构和特征元素分布研究了复合材料抗铝液浸渗性能。研究表明,反应烧结得到的是含5%MgTi2O5(质量分数)和1%Fe2TiO5(质量分数)的钛酸铝复合固溶体与氧化铝组成的复合材料,复合材料的烧结致密度随试样中氧化铝含量的增加而增加。高钛酸铝含量的钛酸铝/氧化铝复合材料具有良好的抗铝浸渗性能。

多孔氧化铝纳米材料对姜黄素的吸附性能和发光性质影响的研究

通过阳极氧化法制备的孔径约 2 0～ 1 5 0 nm的多孔氧化铝纳米材料 ,表现出较强的吸附性能 ,主要利用物理吸附在纳米孔中填入有机荧光小分子姜黄素 ,与溶液中的发光现象相比 ,观察到了姜黄素的光谱蓝移现象 。

氧化铝基复合材料出铁沟预制件的研制

研究了防裂剂、减水剂、碳化硅、石墨和钢纤维等加入量与材料性能之间的关系。通过孔隙率、抗弯强度、抗压强度、冷热循环次数、耐渣铁腐蚀等性能 ,以及组织结构等的测试分析和工业性试验 ,研制出了性价比优异的氧化铝基复合材料出铁沟预制件。铁水线的最优配方为 (% ) :Al2 O3 - 14SiC - 5G- 4SiO2 - 2微粉 - 1白泥 - 6水泥 ;渣线的最优配方为 (% ) :Al2 O3 - 16SiC - 5G - 4SiO2 - 2微粉 - 1白泥 -6水泥。均外加 0 .15三聚磷酸钠 - 3B铝粉 - 2钢纤维。

碳纳米管—氧化铝陶瓷复合材料的研究进展

碳纳米管优异的力学性能以及纳米级尺寸，与工程材料复合可起到强化作用。采用碳纳米管作为增强相来改善氧化铝陶瓷材料的脆性成为一个重要的研究领域。本文综述了碳纳米管一氧化铝陶瓷复合材料的制备工艺，碳纳米管-氧化铝陶瓷复合材料的强韧化效果及机理，以及当前研究的焦点和存在的问题，材料的界面结合以及外场力传递效应是值得关注的课题，并对该领域工作做了一些讨论和展望。

氧化铝纤维增强红柱石基复合材料的制备与性能

在南非进口红柱石细粉中分别加入 5 %、10 %、15 %和 2 0 %的氧化铝纤维 ,研究了纤维加入量对材料显气孔率、体积密度、力学性能及显微结构的影响。结果表明 :当氧化铝纤维加入量为 5 %～ 10 %时 ,材料的体积密度大 ,力学性能好 ,超过 10

介孔氧化铝复合材料负载铂催化剂上丙酮酸乙酯的不对称氢化反应

采用固相研磨法制备了有序介孔树脂FDU-14孔道限阈分散的Al2O3复合材料Al2O3@FDU-14.以其为载体,采用浸渍法制备了4.0%Pt/Al2O3@FDU-14催化剂,并利用X射线衍射、透射电子显微镜和N2吸附等手段对催化剂进行了表征.结果表明,Pt/Al2O3@FDU-14催化剂保持了FDU-14的介孔结构特征.经手性分子辛可尼定修饰后,考察了该催化剂在丙酮酸乙酯不对称氢化反应中的催化性能.当复合材料载体中Al2O3含量为5%~15%时,Al2O3主要以无定形态均匀分布于FDU-14孔道内.随着催化剂中Al2O3含量增加,丙酮酸乙酯不对称氢化反应的活性和产物的光学选择性都有所提高,其中后者最高可达80%ee.Al2O3的引入可降低FDU-14介孔树脂材料表面的电子密度,有利于辛可尼定在催化剂表面的吸附,因此,Pt/Al2O3@FDU-14催化剂手性诱导能力比Pt/FDU-14强.

SiO_2微粉加入量对高纯氧化铝轻质隔热材料性能的影响

按0．045～0．15mm的α-Al2O3细粉与2μm 的α-Al2O3微粉的质量比为41进行配料，外加质量分数为0、1％、2％、3％、4％、6％的SiO2微粉，再加入结合剂和泡沫剂，浇注成40mm ×40mm×160mm的试样，在140℃ 24h烘干，并在1550℃煅烧3h后，研究了SiO2微粉加入量对其性能的影响。结果表明：加入SiO2微粉可以促进Al2O3的烧结，明显改善氧化铝轻质隔热材料的物理性能，且SiO2微粉最佳加入量为2％（w）。