AlN/MAS微晶玻璃复合材料的热物理性能

通过X射线衍射、扫描电镜和热物理性能测试,研究AlN引入量和温度对在900～1000℃真空热压烧结制备的AlN/MAS玻璃陶瓷复合材料热物理性能的影响。研究结果表明:复合材料的热膨胀系数随着AlN引入量和测试温度的增加而增加;热导率随着AlN引入量的增加而增加;随着测试温度的升高,复合材料的热导率随着AlN引入量的变化呈现不同的特征;AlN引入量为20%(体积分数)时,样品的热导率随着测试温度的升高而升高,表现出明显的非晶态物质的导热特性;AlN引入量为50%时,样品的热导率呈现先升高后稍许降低的导热特性。

CeO_2掺杂MAS中间层对C/C-LAS接头性能的影响

采用稀土CeO2改性镁铝硅玻璃(MAS)作为中间层,对碳/碳(C/C)复合材料和锂铝硅玻璃陶瓷(LAS)进行热压连接,研究了稀土氧化物CeO2的掺杂对连接接头性能的影响。利用扫描电子显微镜(SEM)、能谱(EDS)对稀土改性的MAS中间层、连接界面的形貌及成分进行分析,利用万能试验机测试C/C-LAS连接接头的剪切强度。研究结果表明:与未添加CeO2改性的MAS中间层相比较,改性后MAS中间层表面较致密,孔洞缺陷少,MAS中间层的厚度约为150μm,未改性MAS中间层的厚度为50μm;稀土CeO2改性后的连接接头平均剪切强度为25.37 MPa,比未改性的连接接头强度提高约为30%。

热处理制度对微晶玻璃结构和性能的影响

将 DTA- TG、XRD、SEM等测试方法和微晶玻璃性能测试相结合 ,研究晶化温度的改变对 Mg O- Al2 O3- Si O2系微晶玻璃微观结构和性能的影响。确定合理的热处理制度 ,制备具有良好的力学性能和微观结构的微晶玻璃。

Fe2O3对青石粉矿渣微晶玻璃晶化及结构的影响

以青石粉为主要原料,采用熔融法制备了MgO-Al2O3-SiO2(MAS)系堇青石基微晶玻璃,利用差示扫描量热分析仪(DSC)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)等手段分析了Fe2O3对MAS系堇青石基微晶玻璃晶化能力和晶体结构的影响。结果表明:以青石粉为主要原料可以制备出主晶相为堇青石、次晶相为顽火辉石的MAS系微晶玻璃;随着Fe2O3含量的增加,样品的玻璃化转变温度和晶化温度逐渐降低;且Fe2O3在玻璃相中的富集会促进堇青石相的析出;同时堇青石晶粒的长径比随着Fe2O3含量的增加而不断减小。

Na_2O对MAS系玻璃熔体性质及微晶玻璃结构的影响

利用浇铸法制备了MgO-Al2O3-SiO2微晶玻璃。采用示差扫描量热法(DSC)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等分析方法,研究玻璃组成中Na2O对MgO-Al2O3-SiO2(MAS)系统微晶玻璃的高温粘度、结构与析晶性能的影响。结果表明,掺入Na2O后MAS微晶玻璃高温粘度有明显的降低,并且随着掺入量的增加玻璃的粘度逐渐降低。随着Na2O掺入量的增加,玻璃熔体的熔制温度从A0的1 552℃逐步降低到1 494℃。未掺Na2O的MAS微晶玻璃主晶相为颗粒状α-堇青石相,掺入后的微晶玻璃全部析出柱状镁橄榄石相。

X8R型BaTiO_(3)基细晶陶瓷的制备、结构和性能

由于在-55~150℃存在正交-四方和四方-立方相变,相变对应的尖锐介电峰使BaTiO_(3)陶瓷介电性能难以满足X8R温度稳定性要求。本文采用50 nm的纳米BaTiO_(3)粉体和少量堇青石(MgO-Al_(2)O_(3)-SiO_(2), MAS)玻璃,制备了满足X8R介电温度特性的BaTiO_(3)基细晶陶瓷。结果表明,随着MAS玻璃的加入,BaTiO_(3)基陶瓷的室温晶体结构从四方相转变成赝立方相,平均晶粒尺寸从纯BaTiO_(3)陶瓷的1.904μm显著降低到添加0.5%(质量分数)MAS玻璃的BaTiO_(3)基陶瓷的183 nm。与此同时,BaTiO_(3)基陶瓷虽然介电常数有所下降,但是介电损耗和介电性能的温度稳定性大幅度改善。其中添加0.5%MAS玻璃的BaTiO_(3)基细晶陶瓷介电性能为:在1 kHz时室温介电常数为984,介电损耗为0.006 5,满足X8R温度特性要求。

表面改性C/C复合材料与LAS玻璃陶瓷的连接

采用MgO-Al2O3-SiO2(MAS)玻璃作为中间层,对SiC-MoSi2表面改性的C/C复合材料与Li2CO3-Al2O3-SiO2(LAS)玻璃陶瓷进行热压连接。通过正交实验,研究了连接温度、连接压力和保温时间对试样连接强度的影响,确定最佳工艺参数为:1 200℃,20 MPa,15 min,所得到连接接头的最高剪切强度可达30 MPa。利用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和背散射电子像(BEI)对SiC-MoSi2涂层、连接界面的形貌以及组成进行了分析。研究结果表明,SiC-MoSi2涂层与基体结合紧密,Si,C元素在界面处呈梯度状分布,形成厚度约为15μm的过渡层。MAS玻璃中的组分与LAS玻璃陶瓷和SiC-MoSi2涂层存在相互渗透现象,形成紧密的C/C(SiC-MoSi2)/MAS/LAS结构,界面间的结合良好。

纳米晶镁铝尖晶石透明微晶玻璃的研究

以TiO2、ZrO2为晶核剂,用"两步法"热处理制备MgO-Al2O3-SiO2(MAS)系统透明微晶玻璃。采用X射线衍射分析(XRD)、扫描电镜(SEM)、场发射环境扫描电镜(FE-ESEM)、紫外-可见光光度计对材料进行了表征。实验结果表明,热处理温度在1 000℃以下时,仅有唯一晶相镁铝尖晶石(MgAl2O4)存在;在1 050℃时,β-石英晶体析出,但尖晶石仍为主晶相。玻璃中晶体的析出使紫外吸收极限向长波方向移动,随着晶化温度的升高,晶粒尺寸增大,微晶玻璃光透过率下降。经830℃核化保温4 h、950℃晶化保温1.5 h得到的微晶玻璃样品平均晶粒尺寸仅为25.6 nm,紫外截止率达100%,可见光透过率为62%。