高温下金属铝复合氧化镁系耐火材料的相变化

为研究高温下金属铝对氧化镁系耐火材料的影响,以电熔镁砂细粉(≤74μm)和金属铝粉(≤74μm)为原料,热固性树脂为结合剂,研究了不同温度热处理后(660、1 150、1 350和1 550℃)材料的相组成及显微形貌。结果表明:1 150℃时开始反应生成镁铝尖晶石;温度升至1 350℃时镁铝尖晶石生成量增多,试样更加致密;温度达到1 550℃时氧化镁大量流失,导致试样致密度大幅度下降。体系中除了生成镁铝尖晶石作为结合相外,还生成了少量氧氮化物纤维和颗粒,这些纤维和颗粒作为增强相能够进一步提升材料的力学性能。

氧化锆改性镁基复相材料热膨胀行为研究

为了研究氧化锆对镁基复相材料热膨胀行为的影响,通过实验考察了氧化锆掺量对镁基复相材料热膨胀率、膨胀系数和受热后物理力学性能指标和热稳定性的影响,提出最佳的氧化锆掺量。结果表明:当温度超过1100℃时,镁基复相材料会发生明显的热膨胀,直至温度为1300℃时,膨胀率保持稳定;随着氧化锆掺量的增多,膨胀率和膨胀系数逐渐减小,当氧化锆掺量超过6%时,膨胀率和膨胀系数的变化幅度较小。氧化锆的加入会降低试样受热后的体积密度,同时提高试样受热后的抗折强度和显气孔率。随着氧化锆掺量的增多,镁基材料受热后的耐压强度和耐压强度保留率都呈现先增大后减小的变化规律,当氧化锆掺量为6%时,两者出现最大值,此时镁基材料具有最佳的热稳定性。综合考虑,镁基复相材料中氧化锆的最佳掺量应为6%。

Sialon/SiC复相材料的高温氧化行为

研究了以粘土直接合成Sialon/SiC复相材料的氧化行为 ,以及Sialon相含量、氧化温度和氧化时间对氧化过程的影响· 结果表明 ,Sialon/SiC复相材料的氧化速度与温度成正比、与时间的平方根成正比·Sialon相的抗氧化性优于SiC相· 这种材料的氧化反应是一种钝化反应 ,具有较好的抗氧化性 ,Sialon相含量的增加能提高材料的抗氧化性·

碳/碳复合材料表面MoSi_2-SiC复相陶瓷涂层及其抗氧化机制

对ＭｏＳｉ２－ＳｉＣ复相陶瓷涂层的显微形貌、相组成及成分进行了观察与分析，考察并研究了有涂层的碳／碳复合材料在１６５０℃以下温度的等温氧化性能，以及涂层的结构与组成对抗氧化性能的影响，阐明了涂层的抗氧化过程及机理，并进一步提出了合理的涂层结构．结果表明。

Sialon结合SiC复相材料的高温氧化行为

利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、压汞仪和热重分析仪等方法,在1100～1500℃范围内研究了Sialon结合SiC复相材料的高温抗氧化行为。结果表明:(1)随氧化温度升高,由于氧化致密层的形成,试样氧化增重速率降低,在1500℃氧化试样由于气泡破裂严重,氧化面积增大使氧化增重率有所提高;(2)随氧化温度升高出现氧化钝化现象,使得Sialon结合SiC复相材料表现出很好的高温抗氧化性能;(3)高温氧化使得Sialon结合SiC复相材料常温抗压强度比氧化前提高;随氧化温度升高,氧化膜表面形成较多气泡和开口空洞,使耐压强度呈下降趋势。

Si_3N_4结合SiC复相材料的高温氧化行为

利用X-射线衍射仪、扫描电子显微镜、压汞仪和热重分析仪等手段,在1 100～1 500℃范围内研究Si3N4结合SiC复相材料的高温抗氧化行为。结果表明:随氧化温度升高,由于氧化致密层的形成,试样氧化质量增加速率降低;随氧化温度升高出现氧化钝化现象,使Si3N4结合SiC复相材料表现出很好的高温抗氧化性能;高温氧化使Si3N4结合SiC复相材料显气孔率降低,常温抗压强度升高,由于氧化层表面裂纹形成使氧化后试样的常温耐压强度随氧化温度升高而降低。

用废弃含碳耐火材料合成方镁石-镁铝尖晶石复相材料

以废弃镁碳砖与废弃滑板为原料,分别按照n(MgO)/n(Al2O3)=1,2,3,4比例进行制样,通过1300℃、1400℃、1500℃保温2 h对试样进行煅烧。用X射线衍射仪、扫描电镜及X'Pert plus软件对热处理后试样的组成和结构进行表征。结果发现:以废弃镁碳砖与废弃滑板可以合成出方镁石-尖晶石复相材料,随着废弃镁碳砖引入量增加;试样体积密度降低,显气孔率增加,结构组成中方镁石逐渐增加。煅烧温度的增加促进方镁石与刚玉相形成镁铝尖晶石相。当n(MgO)/n(Al2O3)=3,煅烧温度1500℃时,经煅烧后形成方镁石-尖晶石复相结构中结晶相方镁石含量达到33%,镁铝尖晶石59%,方镁石-尖晶石相间由结晶度较差的玻璃相粘结。

两种牙科氧化锆-玻璃复相全瓷材料的比较研究

目的 :观察不同配方的玻璃添加剂对牙科Y -TZP/玻璃复相全瓷材料烧结、力学性能及显微结构的影响。方法 :Y -TZP中分别加入两种不同配方的玻璃添加剂 ,干压成型后在五种温度下烧结 ,观察材料的相对密度 ,抗弯强度 ,X射线衍射图及微观形貌。结果 :B组氧化锆玻璃复相材料 140 0℃烧结 ,抗弯强度高 ,微观形态分布均匀。结论 :玻璃相成分对材料烧结温度和性能有明显影响 ,既要有效降低烧结温度 ,又具有优良的力学性能才能适应牙科全瓷材料的需要 ,材料B有临床应用前景。

氧化锆-钛酸铝系复相材料的研究进展

系统概述了含氧化锆(ZrO2)复相材料、含钛酸铝(Al2TiO5)复相材料,以及氧化锆-钛酸铝(ZrO2-Al2TiO5)系复相材料的国内外研究现状。

稀土氧化物掺杂对钛酸锶钡／氧化镁铁电移相材料的影响

利用传统陶瓷制备方法——固相合成法制备了钛酸锶钡／氧化镁（BSTO／Mg0）铁电移相材料。研究了0．5％稀土氧化物的掺杂对BSTO／MgO复相材料各种介电性能的影响，包括低频与高频下的介电常数、介电损耗及其调谐性，并且对其影响机制做了初步探讨。Y2O3和Er2O3掺杂样品的介电常数从160降低到120，La2O3和Er2O。掺杂样品的高频损耗从8．2×10^13降低到6．8×10^-3。只有La2O3的掺杂提高了BSTO／MgO系统的调谐性，由13．6％升高到14．8％。La2O3掺杂的BSTO／MgO系统，外加直流电压4000V·nm^-1下的调谐性大于14％，2．47GHz下的介电损耗为6．77×10～^-3能够基本满足移相器在微波频率下工作的要求。

原位TiN/O′-Sialon复相材料的抗氧化性能研究

采用TG DTA、XRD和SEM技术研究了氧化温度、TiN含量和气氛氧分压对原位TiN O′ Sialon复相材料抗氧化性能的影响。结果表明 ,在 80 0～ 10 0 0°C的空气中 ,TiN氧化为TiO2 ,O′ Sialon不发生氧化 ,恒温时间足够长 ,材料转变为原位TiO2 O′ Sialon复相材料 ,氧化过程遵循对数规律 ,反应表观活化能为 5 6 .1kJ mol。在 12 0 0～ 132 0°C的空气中 ,TiN和O′ Sialon都发生氧化 ,材料表面有“保护膜”生成 ,氧化过程遵循抛物线规律 ,反应表观活化能为 4 8.8kJ mol;增加材料中TiN含量会导致材料氧化增重量增加 ,但也有助于材料表面“保护膜”的形成。提高气氛氧分压 ,材料的氧化程度加剧。

Ti_3SiC_2、Ti_3AlC_2复相材料高温抗氧化行为的研究

以Ti粉、Si粉、铝粉、石墨为原料,在1600℃热压烧结制得试样,对不同配比Ti3SiC2、Ti3AlC2复相材料在1100～1500℃下恒温氧化20 h的氧化行为进行研究。结果表明:热压法制备Ti3SiC2、Ti3AlC2复相材料在高温下具有比Ti3SiC2和Ti3AlC2更优良的高温抗氧化性能;由于试样氧化过程中产生了TiO2、SiO2、Al2TiO5和α-Al2O3,可有效提高试样的高温抗氧化能力。

氧化锆对刚玉-莫来石复相材料显微结构的影响

通过扫描电镜、光学显微镜、X射线衍射仪和能谱探针研究了单斜晶型氧化锆对刚玉-莫来石复相材料显微结构的影响.结果表明:当氧化锆质量分数<25%时,氧化锆对刚玉-莫来石基体骨架有充实作用;氧化锆质量分数增加到35%左右时,基体骨架被氧化锆晶粒瓦解,处于一种过渡态;氧化锆质量分数超过40%后,氧化锆晶粒会堆集成串珠链状,并与基体主晶相共同交织成一种新的结构骨架,但新骨架仍较松散.氧化锆晶体的马氏体相变导致了刚玉-莫来石复相材料产生微裂纹,裂纹密度与氧化锆加入量有并增趋势.

碳热还原氮化法合成MgAlON/β-SiAlON复相材料的研究

以用后镁碳砖和用后滑板砖为主要原料,采用碳热还原氮化合成MgAlON/β-SiAlON复相材料,研究了复相材料的合成配比、氮化温度与相组成的关系,复相材料相组成与理化性能的关系,并采用XRD、SEM和EDS等手段对合成产物进行分析。结果表明:(1)热力学计算表明高温下MgAlON与β-SiAlON存在热力学稳定共存区域;(2)当氮化温度不同时合成相组成变化较大,1923K时氮化合成了MgAlON/β-SiAlON复相材料;(3)β-SiAlON含量较高试样的抗折强度较好,可达到45MPa。

无压渗透工艺制备MgO/AlN复相材料

采用无压渗透工艺,研究了在高纯氮气氛下Al-Mg-Si合金反应渗透氧化镁预形体制备MgO/AlN复合材料。借助XRD,SEM/EDS,EMPA等测试手段检测了产物的物相组成,观察了材料的微观形貌,并对复合材料微区成分进行了分析。结果表明:在氮气气氛中,用AlMgSi合金渗透氮化原位复合氧化镁形成了MgO/AlN复合材料。在氮化温度范围内,AlMgSi合金中的Mg元素极易蒸发,与气氛中的微量氧发生反应,起到深脱氧作用,而Si元素的存在使合金熔体容易浸渗入MgO预形体中,同时氮化反应生成AlN原位复合氧化镁形成MgO/AlN复合材料。合金熔液向预形体渗透的过程中,同时存在合金熔液的原位氮化自反应。氮化产物中除了AlN,MgO外,还生成了含氮尖晶石。氧化镁颗粒的存在,可能导致合金液在各局部区域中的温度、组成浓度、蒸气压等生长条件存在差异或变化,从而造成AlN生长形态的多样化和生长机制的复杂化。

镁铝尖晶石-钇铝石榴石复相材料的制备研究

以富铝尖晶石为原料,分别加入Y_2O_3细粉、Y_2O_3和α-Al_2O_3混合粉、钇铝石榴石前驱体,制备尖晶石-钇铝石榴石复相材料。研究了氧化钇的不同引入方式和烧结温度对尖晶石-钇铝石榴石复相材料烧结性能的影响,并通过XRD、SEM等手段对其物相组成和显微结构进行表征。结果表明:向富铝尖晶石中分别加入Y_2O_3细粉、Y_2O_3和α-Al_2O_3混合粉、钇铝石榴石前驱体,均能制备出尖晶石-钇铝石榴石复相材料;当Y_2O_3和α-Al_2O_3混合粉的加入量为6%,经1750℃烧结3 h后,所制备的试样的致密化程度较高,体积密度达3.34 g/cm3,显气孔率为8.0%,制备的试样中镁铝尖晶石、钇铝石榴石晶粒发育较好。

增韧氧化锆－玻璃复相材料的烧结及其性能

通过适当的制备工艺，制得了含１０ｖｏｌ％～２０ｖｏｌ％玻璃的增韧氧化锆－玻璃复相材料，这种材料易于烧结、对原材料要求低、具有较低的热膨胀系数和弹性模量，它具有与Ｙ—ＴＺＰ相当的力学性能，而且在水蒸气中热处理３０ｈ后无强度退化现象。

二次铝灰烧结制备钙铝黄长石/镁铝尖晶石复相材料

以再生铝行业二次铝灰为主要原料,开展二次铝灰烧结制备钙铝黄长石/镁铝尖晶石复相材料的研究。热力学计算表明,二次铝灰添加氧化钙和氧化镁,理论上可以制备出钙铝黄长石/镁铝尖晶石复相材料。结果表明,当二次铝灰、氧化钙和氧化镁质量分数依次为70.80%、18.58%和10.62%,在1100~1500℃范围内,均能制备出钙铝黄长石/镁铝尖晶石复相材料;随烧结温度升高,钙铝黄长石/镁铝尖晶石复相材料纯度和结晶度明显提高,抗压强度呈升高趋势,显气孔率呈下降趋势。当烧结温度为1500℃时,所制备出钙铝黄长石/镁铝尖晶石复相材料显气孔率和抗压强度分别为33.87%和40.18 MPa。

磷酸镁/氧化锆复相陶瓷的制备及力学性能研究

采用添加自制磷酸镁制备磷酸镁/氧化锆复相陶瓷,研究了磷酸镁添加量对于磷酸镁/氧化锆陶瓷材料的物相组成、微观结构以及力学性能的影响。研究结果表明:采用自制较纯的磷酸镁为原料,当烧结温度在1300℃,保温3h时,磷酸镁开始出现熔融现象,并且部分伴随分解生成焦磷酸镁。同时,随着磷酸镁添加量增加,复相陶瓷材料中出现较多气孔,其抗折强度大大降低,最低值仅为12MPa;当磷酸镁含量增加到30wt.%时,大量熔融的磷酸镁将氧化锆颗粒浸润起来,磷酸镁晶粒之间形成连续相,其抗折强度提升,达到230.61MPa。

氧化锆/氧化铝复相陶瓷显微组织缺陷分析

针对5Y-ZrO2/Al2O3复相陶瓷出现的晶粒异常长大和晶粒开裂问题展开研究。以ZrO2和Al2O3为主要原料,采用常压烧结工艺制备陶瓷样品,利用SEM观察显微组织。分析表明:MgO对抑制Al2O3晶粒异常长大有重要影响,MgO的加入量应随着Al2O3加入量的变化而改变;烧结温度的改变将导致异常长大的Al2O3晶粒细化。当烧结温度较低时,Al2O3晶粒将在短轴方向逐渐断开成段;当温度较高时,则沿着长轴方向逐渐开裂成条状。ZrO2晶粒的断裂主要与烧结温度有关:在1630℃以上烧结时,出现裂纹并贯穿晶粒;晶粒开裂的原因是:烧结温度较高时,陶瓷中形成了t-ZrO2,在降温过程中大颗粒的t相发生t→m相变,而小颗粒t相则无法变成m相,引起局部体积变化不均匀,从而产生相变应力导致晶粒穿晶断裂。