锆刚玉莫来石材料的热机械性能

本文研究刚玉莫来石材料高温机械性能以及氧化锆与氧化钛加入物对其性能的影响，该结果与显微结构变化有关。基于这些研究结果。

熔铸锆莫来石材料的相组成及显微结构

本文用光学显微镜、扫描电镜、X-射线衍射、X射线能谱分析、化学分析等手段研究了电熔铸锆莫来石材料的相组成及显微结构。结果表明:在该类材料中,相偏析仍以斜锆石相的偏析最为严重,而且主要由初晶ZrO_2的偏析引起。化学分析和能谱分析结果表明:莫来石的组成接近或相当于2Al_2O_3·SiO_2,其中(M+Z)共晶体中的莫来石固溶4.1%～8.5%ZrO_2,而游离莫来石中ZrO_2固溶量<0.79%。晶格常数测定表明:a.b 值同ASTM卡片所列值相比有明显增大。

添加Al、Si对碳结合刚玉——莫来石材料热震稳定性的影响

对碳结合刚玉－莫来石材料热震稳定性的研究结果表明，该材料近似具有热震裂纹动态扩展属性，添加金属Al和Si可使材料在1200℃热震后抗折强度衰减百分率增大。

添加金属铝粉的锆刚玉莫来石材料显微结构与性能

通过扫描电镜、x射线衍射分析和体积密度、抗弯强度、烧结线收缩率以及抗热震性能的测定 ,主要探讨了金属铝粉的添加对反应烧结锆刚玉莫来石材料性能和显微结构的影响。

基于蓝晶石尾矿制备莫来石-高硅氧玻璃复相材料研究

为高效资源化利用蓝晶石尾矿,以蓝晶石尾矿为原料,加黄糊精和水,压制成?50 mm×50 mm的生坯,经1 400、1 500、1 600、1 650℃保温3 h热处理制备莫来石-高硅氧玻璃复相材料试样,借助XRD和SEM研究其抗碱侵蚀行为。结果发现:经1 400、1 500℃热处理后试样中高硅氧玻璃相含量低,气孔以开口气孔为主,抗碱侵蚀性较差;而1 600、1 650℃热处理后试样中形成较多的高硅氧玻璃相,气孔主要以闭口气孔为主,侵蚀仅发生在表面区域,抗碱侵蚀性与莫来石化后红柱石的相当,抗碱侵蚀性优异。

堇青石-莫来石质匣钵材料抗热震性和抗侵蚀性研究

堇青石-莫来石质耐火材料具有热膨胀系数低、容重轻、吸热少、体积稳定性好和抗热震性好等特性。以堇青石、莫来石为主要原料,加入一定量的电熔氧化镁、活性氧化铝和硅微粉等微粉为辅助原料,制备了堇青石-莫来石质匣钵材料。研究了颗粒级配和烧成温度对堇青石-莫来石质匣钵材料物相组成和显微结构的影响,并对材料的热震性和侵蚀性进行评估。结果表明:烧成温度在1300~1400℃,对热震后的三组试样进行性能检测,发现配方一试样具有好的抗热震性和抗侵蚀性,其残余抗折强度在3.0~4.5MPa之间,残余耐压强度在17.5~24.5MPa之间。

碳化硅晶须补强莫来石复合材料的SPS烧结致密化研究

采用SPS工艺制备了SiC晶须增强莫来石基复合材料。SEM分析结果表明 ,SiC晶须在莫来石基体中分布均匀 ,看不到晶须团聚 ,晶粒中可看到由于快速烧结而导致的微气孔残留 ;晶须的拔出、解离非常明显 ,是主要的晶须增韧机制。SiC晶须的取向 ,在热压烧结条件下呈各向异性。在不同方向的裂纹扩展、亦即材料的断裂韧性 ,也表现出明显的各向异性。采用 3 0vol%SiC晶须增强莫来石 ,SPS烧结条件下材料强度比热压高 10 %左右 ,为 5 70MPa ,KIC为 4.5MPa .m1/ 2 ,比纯莫来石提高 10 0 %以上。同HP法烧结相比 。

原位生长钙长石/莫来石复合材料的制备

采用高岭土、氢氧化铝和碳酸钙等为主要原料,通过原位生长法制备了钙长石/莫来石复合材料。研究了烧结温度以及钙长石/莫来石质量比对复合材料性能的影响。结果表明:当烧结温度为1 400～1 420℃,钙长石/莫来石质量比为30:70时,所制复合材料的抗折强度达到128.9～151.7 MPa。该复合材料与低介玻璃粉末复合制备出了力学强度高和介电性能较优的玻璃/陶瓷复合材料,可望用于低温共烧陶瓷基片材料。

利用铝型材厂污泥制备自结合钛酸铝/莫来石复相材料

本研究采用铝型材厂污泥制备自结合钛酸铝/莫来石复相材料,目的使不稳定的Al2TiO5转变为稳定的Al2TiO5,从而减少因降温时的分解。主要探讨不同配方对复相材料中形成的晶相、微观形貌及含量的影响,从中确定较佳的配方。采用XRD法和SEM法表征各试样形成的晶相和显微结构;用RietveldQuantification法确定各试样中各晶相的含量。实验结果,确定最佳的配方:熟料含量为89%,生料含量为11%,其形成主晶相是Al2TiO5和莫来石固溶体,其含量分别为67.9%和29.7%,对应的体积密度为2.73g/cm3,抗折强度为40.25MPa,热震抗折强度保持率为85.6%。

反应烧结温度对自结合钛酸铝/莫来石复相材料的影响

本研究以铝型材厂污泥、龙岩高岭土和工业二氧化钛为原料制备钛酸铝/莫来石复相材料,在钛酸铝材料中引入莫来石晶相,从而提高Al2TiO5的稳定性,防止降温时的分解。本文主要探讨反应烧结温度对复相材料中形成的晶相、显微结构及其含量的影响,从中确定最佳反应烧结温度。采用XRD法和SEM法表征各试样形成的晶相和显微结构;用RietveldQuantification法确定各试样中各晶相的含量。综合XRD、SEM和性能分析结果,确定1510℃为最佳烧结温度,其对应的体积密度为2.88g/cm3,抗折强度为40.44MPa,热震抗折强度保持率为97.2%。

综合利用粉煤灰制备莫来石系列材料研究进展及展望

粉煤灰是燃煤发电过程产生的固体废弃物,其大量堆积不仅会侵占土地资源,而且会造成严重的环境污染,甚至危及人体健康。但粉煤灰中富含氧化硅和氧化铝等资源,尤其在内蒙西部和山西北部产生的高铝粉煤灰中氧化铝和氧化硅含量达80%~85%,极具资源化利用的前景。莫来石材料因其优异的理化性质被广泛应用于冶金、催化、水处理和航空等领域,利用天然铝硅酸盐矿物或高纯试剂制备莫来石不仅会消耗大量矿产资源,而且存在生产成本高的问题,而以粉煤灰为原料制备莫来石系列材料可有效减少天然矿物的消耗、降低生产成本和缓解环境污染。因此,利用粉煤灰制备莫来石系列材料成为了粉煤灰高值与资源化利用的重要途径之一。在总结和概括莫来石的组成、性质、合成方法与应用的基础上,从成分、矿相调控制备粉煤灰基莫来石及其性能与应用出发,综述了综合利用粉煤灰制备莫来石系列材料的研究进展,系统总结了当前粉煤灰制备莫来石系列材料的类型及其技术方法,分析了粉煤灰铝硅比调控、杂质控制以及莫来石生成机理机制,阐述了不同粉煤灰基莫来石材料的性能及其性能影响因素,以期实现粉煤灰基莫来石系列材料结构和性能的调控、推动粉煤灰高值与资源化利用。

工艺制备对钙长石／莫来石复合材料力学性能的影响

利用钙长石和自制莫来石晶须为主要原料,通过固相法制备莫来石/钙长石复合材料。研究了工艺制备方法对钙长石/莫来石复合材料性能的影响。实验结果表明:合适的保温点(1000℃,保温1h)在1400℃烧结对复合材料的力学性能有至关重要的影响,二次重烧结法比一次烧成所制备的复合材料力学性能有所提高。XRD和SEM分析表明:由于钙长石相和莫来石相通过玻璃相紧密结合,提高了材料的力学性能。

ZrO_2加入物对刚玉—莫来石系烧结材料高温力学性能的影响

本文研究了加入15～40%ZrO_2对刚玉—莫来石系耐火材料高温力学性能的影响及其与显微结构变化的关系.结果表明,在刚玉—莫来石系材料里引进ZrO_2,在20～800℃低温阶段降低强度;在1300～1500℃高温阶段提高强度和抗蠕变性;在1000～1200℃,在强度-温度曲线上出现“谷”的特征.这些力学性能变化与相应的显微结构特征(包括结构骨架强度、微裂纹密度、晶界固溶强化等)的变化有密切关系.

三维编织碳纤维增强莫来石复合材料的制备与性能

结合Al2O3溶胶—凝胶技术和聚硅氧烷浸渍裂解技术制备出三维编织碳纤维增强莫来石复合材料(3D BCf/mullite)。研究表明,以AlCl3·6H2O和(CH2)6N4为原料的溶胶—凝胶工艺能制备出纳米γ Al2O3粉,它与聚硅氧烷在1400℃N2中共裂解可反应生成莫来石。所得3D BCf/mullite的密度为1.784g/cm3,弯曲强度和断裂韧性分别为282.5MPa和17.7MPa·m1/2。材料中较多的孔隙是材料密度和弯曲强度不高的原因所在。

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。

Al_2O_3-SiO_2溶胶对莫来石耐火材料性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备Al2O3-SiO2溶胶粉末,用制备好的Al2O3-SiO2溶胶粉末作为结合剂合成莫来石耐火材料。研究Al2O3,SiO2和Al2O3-SiO2溶胶的不同配比对莫来石耐火材料性能的影响。结果表明:在不加入Al2O3情况下,SiO2微粉的加入量在77%～87%范围内逐渐增加时,耐火材料的体积密度增大,显气孔率降低,吸水率变化不明显;当加入30%的SiO2微粉时,随着Al2O3微粉加入量在52%～62%范围内逐渐增加,试样的体积密度先增后减,在加入量为57%时达到最高;当Al2O3-SiO2粉末加入量2%～4%时,显气孔率逐渐上升,体积密度也增加,当加入量超过5%时,耐火材料的体积密度下降,显气孔率逐渐上升。

二氧化锰及其复合添加剂对莫来石刚玉复相材料的影响研究

通过对样品的体积密度、气孔率、物相组成和表面形貌的分析,确定二氧化锰及其复合添加剂对莫来石刚玉复相材料与烧结刚玉材料性能的影响。通过添加二氧化锰及氧化钇复合添加剂的方法,在低于传统煅烧温度50℃的条件下,制备出了性能优异的莫来石刚玉复相材料,材料的物相组成稳定,莫来石含量在62%左右,刚玉相含量在38%左右,体积密度、气孔率等指标都要优于传统煅烧温度煅烧制备的莫来石刚玉复相材料原样,且耐火度也达到国家标准。

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.

锆英石添加莫来石/刚玉材料的制备及性能研究

本文以莫来石/刚玉材料为基体,以锆英石为添加剂制得莫来石刚玉材料,通过SEM,XRD等测试分析了材料的体积密度,抗折强度,抗热震性。讨论了锆英石的加入量对莫来石刚玉显微结构和材料性能的影响。研究结果表明,锆英石加入量为4%￣6%的莫来石-刚玉材料具有较高的抗折强度和优良的耐热震性。

锆英石添加莫来石/刚玉材料的制备及性能研究

本文以莫来石／刚玉材料为基体，以锆英石为添加剂制得莫来石刚玉材料，通过SEM，XRD等测试分析了材料的体积密度、抗折强度、抗热震性。讨论了锆英石的加入量对莫来石刚玉材料显微结构和材料性能的影响。研究结果表明，锆英石加入量为4％～6％的莫来石一刚玉材料具有较高的抗折强度和优良的耐热震性。