Al_2TiO_5-Si_3N_4复合材料制备工艺研究

以Al2TiO5粉(自制)和α-Si3N4粉为原料,制备Al2TiO5-Si3N4复合材料。研究了Si3N4加入量(质量分数,分别为0、5%、10%、15%、20%和25%)、烧成气氛(氮气气氛和空气气氛)、烧成温度(1450、1500、1550℃)、保温时间(2、3、4h)对Al2TiO5-Si3N4复合材料性能的影响。研究结果表明,制备Al2TiO5-Si3N4复合材料较佳的工艺条件为:加入15%的α-Si3N4粉,在氮气气氛中于1550℃保温2h烧成。

制备方法对Al_2TiO_5-Si_3N_4复合材料性能的影响

采用"直接法"、"反应复合法一"、"反应复合法二"3种方法制备了Al2TiO5-Si3N4复合材料。研究了3种制备方法对材料的显气孔率、吸水率、体积密度、抗折强度、烧成线收缩率、抗热震次数、显微结构等性能的影响。研究结果表明,采用"反应复合法一"制备的Al2TiO5-Si3N4复合材料的综合性能最佳,其显气孔率为16.61%、吸水率为6.01%、体积密度为2.77g/c、抗折强度为45.34MPa、抗热震次数达到11次、结构最致密。

Al_2O_3-Si_3N_4-SiC复合材料的抗高炉渣和碱蒸气侵蚀性能

以棕刚玉、氮化硅和碳化硅为原料在空气气氛下制备试样。采用静态坩埚法测试试样的抗渣和抗碱侵蚀性能。采用XRD、SEM和EDS等检测方法,研究了高炉渣和碱蒸气对试样的侵蚀机制。结果表明:(1)A l2O3-Si3N4-SiC复合材料的抗炉渣侵蚀性较好,抗碱侵蚀性较差。渣侵蚀主要是由于基质中的A l2O3与渣中的SiO2、CaO反应生成低熔点玻璃相,导致渣在试样内部渗透并反应;刚玉颗粒与渣中的MgO反应生成镁铝尖晶石,并伴随有体积膨胀,使其表层结构疏松。(2)碱蒸气侵蚀主要是K(g)在试样内扩散得比较深,并与基质中的A l2O3反应生成钾长石类矿物晶体;而刚玉颗粒与K(g)反应,导致刚玉颗粒内部产生大量裂缝,K(g)沿裂缝进入并与刚玉反应生成β-A l2O3,使刚玉颗粒表面剥落,露出新的表面与K(g)反应,最终导致刚玉颗粒的熔蚀。但复合材料中SiC质量分数大于10%时,能有效抵制K(g)的侵蚀。

金属塑性相结合Al_2O_3-Si_3N_4-Nd_2O_3(CeO_2)复合材料的制备

以氧化铝、氮化硅为主原料,以金属铝、金属硅为结合相,Nd2O3、CeO2为添加剂,在埋碳条件下制备了金属塑性相结合Al2O3-Si3N4-Nd2O3(CeO2)复合材料,并利用XRD、SEM等手段研究了复合材料的烧结性能、力学性能、相变过程和显微结构。结果表明:烧结温度越高,复合材料的相对密度和抗弯强度越大;添加剂Nd2O3和CeO2的引入还显著促进了复合材料的致密化,提高了抗弯强度,降低了烧结温度。在碳化合成过程中,1450℃前金属铝和金属硅首先被碳化,生成非金属强化相,1550℃时Si3N4开始部分碳化形成SiC,1650℃时有固溶体SiAlON增强相生成。XRD分析和SEM观察表明添加剂Nd2O3和CeO2的引入能明显促进SiAlON增强相的生成和晶粒生长,复合掺杂(Nd2O3+CeO2)的效果最明显。

矿热炉铁(渣)口用无水炮泥的技术探讨

为使矿热炉生产顺行,对出铁(渣)口使用的炮泥材质、配方进行了优化改进,采用了高纯原料通过添加不同的非氧化物和有机结合剂,使炮泥不仅具有良好的烧结性、耐侵蚀性、填充性,而且易打开铁(渣)口,同时新旧炮泥间结合强度高,从而提高了矿热炉炉口的整体稳定性,实现了矿热炉顺行、低耗、安全、延长使用寿命的目的。