镁橄榄石/堇青石复相陶瓷性能的研究

为确保起着信号发射、接收、调制等作用的微波天线系统在高温环境能有效工作,其陶瓷基部分要求低介电常数、低损耗、热膨胀系数与金属相匹配,在高温下能有效工作。镁橄榄石瓷具有低的介电常数和介质损耗,但热膨胀系数较大,采用热膨胀系数低的堇青石瓷进行复合,制备镁橄榄石/堇青石复相陶瓷,期望两者在介电性能和热膨胀性能上能够互补,满足耐高温天线材料的要求。

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。

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.

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。

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.

堇青石红外辐射复相陶瓷的制备与研究

用铁氧体生料和堇青石生料的复合及铁氧体熟料和堇青石熟料的复合,制备了堇青石红外辐射复相陶瓷。用红外辐射测量仪测定了样品的红外辐射率,用XRD分析了样品的物相组成,综合分析了影响红外辐射率的因素,结果表明:复相陶瓷的物相主要为堇青石和铁氧体,和复合前铁氧体的辐射率值相比,复合体陶瓷的全波段红外辐射率和光谱辐射率均得到了一定程度的提高,全波段红外辐射率提高了2%～6%,光谱辐射率提高了1%～7%;全生料和全熟料配方的红外辐射率没有明显的差异;复相陶瓷中,铁氧体含量的提高,并没有提高相应复相陶瓷的红外辐射率。堇青石晶体有序度的高低对复相陶瓷体红外辐射率值的大小没有明显的影响。

堇青石红外辐射复相陶瓷的结构与性能研究

使用铁氧体生料和堇青石生料,在合适的工艺制度下,制备了堇青石红外辐射复相陶瓷。用红外辐射测量仪测定了样品的红外发射率,用XRD方法分析了样品的物相组成,用电子探针分析了样品中元素的面分布和其显微结构特征,并综合分析了影响制品红外发射率的因素,结果表明:复相陶瓷的主晶相为堇青石和铁氧体共存,和复合前铁氧体的发射率值相比,复合体陶瓷的全波段红外发射率和光谱发射率均得到了一定程度的提高,全波段红外发射率提高了4%～5%,光谱发射率提高了1%～5%;复相陶瓷中,铁氧体含量的变化,对复相陶瓷的红外发射率没有影响。

堇青石/碳化硅复相陶瓷窑具抗氧化性能研究

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,以力学性能变化为基础通过研究偏钒酸铵含量、金属硅粉含量、烧成温度等3个方面对堇青石/碳化硅复相窑具材料抗氧化性能进行研究分析,并通过X-射线衍射(XRD)分析,复相陶瓷窑具中并未有明显的氧化物如SiO2等杂质相出现。

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。

堇青石微晶玻璃结合碳化硅复相陶瓷材料的制备

以MgO-Al2O3-SiO2(MAS)系玻璃作为高温结合剂,经1430℃×2h的烧成和1350℃×2h的热处理,制备了堇青石微晶玻璃结合碳化硅复相陶瓷材料,并利用XRD和SEM等测试方法研究了烧成温度和微晶玻璃的化学组成对复相陶瓷的组成、结构及性能的影响。结果表明,经1430℃烧成MAS系玻璃可形成液相包裹SiC颗粒,起到填充气孔的作用,再经1350℃保温2 h热处理可使玻璃中析出呈团簇状且粒径小于1μm的堇青石微晶。提高烧成温度至1470℃导致SiC剧烈氧化和方石英的析出,不利于材料的热膨胀性能。适当提高玻璃中MgO的含量有利于堇青石的析出和热膨胀系数的降低,其中,经1430℃烧成SC-A2配方样品的热膨胀系数最低,为5.2×10^-6·℃^-1。

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 。

以硅藻土为硅源制备SiC/堇青石复合多孔陶瓷的性能研究

以硅藻土为主要硅源,同时配合SiC、Al_2O_3、滑石粉末为主要原料,通过反应烧结技术制备SiC/堇青石复相多孔陶瓷,研究了不同原料配比对SiC/堇青石复相多孔陶瓷的相组成、显微结构、抗弯强度、气孔率的影响,同时在得出最优配比组的基础上,研究石墨造孔剂的含量、碳化硅颗粒粒径、孔径分布等因素对SiC/堇青石复相多孔陶瓷的影响。结果表明:当SiC与其余物料理论质量比为8∶2时,在1250℃下保温3h制备的样品综合性能最佳,其气孔率为37.721%,抗弯强度达到49.1887 MPa。

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。

原位合成镁铝尖晶石-堇青石复相陶瓷的研究

为了提高锂离子电池正极材料用匣钵的使用寿命,以桂广滑石、鹤壁煅烧铝矾土和鹤壁堇青石熟料为原料,采用原位合成技术制备了镁铝尖晶石-堇青石复相陶瓷。测试和分析了烧结样品的吸水率、气孔率、体积密度、抗折强度、抗热震性能、物相组成以及显微结构。实验结果表明,采用原位合成的镁铝尖晶石-堇青石复相陶瓷的晶粒分布均匀、结合紧密,明显提高了样品的抗热震性和耐腐蚀性。最佳配方为经1 360℃烧成的A2样品（桂广滑石47.72%、煅烧铝矾土46.49%、堇青石熟料5.79%）,其吸水率为0.37%、气孔率为0.95%、体积密度为2.59g/cm3、抗折强度为114.12 MPa。堇青石熟料的最佳添加量为5.79%,添加少量堇青石熟料起到晶核剂作用,同时能够显著地降低样品的吸水率和气孔率,提高样品的体积密度、抗折强度和抗热震性能,拓宽样品的烧成范围。通过XRD和SEM分析表明,烧成样品的相组成为堇青石和镁铝尖晶石,样品的晶体发育比较完善,堇青石呈六方柱状,纵横交错排列,镁铝尖晶石呈颗粒状,分布于堇青石晶粒之间。30次热震（1 100℃～室温）后经1 360℃烧成的A2样品的相组成没有明显的变化,抗热震性能较优。

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。