O′-sialon-ZrO_2-SiC复合材料的无压烧结合成及其热力学预报

采用拟抛物面规则预报了Ｏ′－ｓｉａｌｏｎ的标准生成Ｇｉｂｂｓ自由能．由无压烧结合成制备了Ｏ′－ｓｉａｌｏｎ－ＺｒＯ２－ＳｉＣ复合材料．分析了Ｏ′－ｓｉａｌｏｎ－ＺｒＯ２－ＳｉＣ材料烧结过程中物理化学变化．复合材料的抗折强度随ＳｉＣ含量增加而有所提高．复合材料中Ｏ′－ｓｉａｌｏｎ以柱状形式存在，且相互间构成编织状结构．

O′-Sialon-ZrO_2-SiC复合材料力学性能及其增韧机制研究

研究O′ Sialon ZrO2 SiC复合材料的力学性能。结果表明 :材料抗折强度随温度的变化呈现Ⅰ类曲线变化规律 ,即强度先随温度的增加而增加 ,直到转折温度Tm(1 0 0 0℃ ) ,然后随温度的增加而下降。探讨了ZrO2

ZrO_2-SiC复合材料的合成及其添加对Al_2O_3-C质耐火材料抗氧化性能的影响

以锆英石和碳黑为原料,利用碳热还原反应在氩气气氛下合成了ZrO_2-SiC复合材料,并将其添加到Al_2O_3-C质耐火材料中.研究了加热温度对ZrO_2-SiC复合材料合成的影响以及添加ZrO_2-SiC对耐火材料抗氧化性能的影响.采用XRD分析合成材料的相组成,利用SEM观察材料的显微结构.研究表明,提高加热温度有利于ZrO_2-SiC复合材料的合成,在本实验条件下合成该材料的适宜温度为1873K.通过添加合成的复合材料,明显改善了Al_2O_3-C质耐火材料的抗氧化性能,且当添加6%(ZrO_2-SiC)复合材料时,耐火材料的抗氧化性能最佳.

热处理温度对Al_2O_3-SiC-Al复合材料性能和结构的影响

利用金属Al在高温下转化成Al和Al2O3的三维骨架来结合Al2O3-SiC复合材料,并借助XRD、EPMA等方法对Al2O3-SiC-Al复合材料性能和显微结构进行了研究。结果表明:(1)试样在空气中进行热处理,试样的强度随着热处理温度的升高逐渐增强,Al的含量逐渐降低,但1600℃热处理后试样仍有少量Al存在。(2)试样的结合方式随着热处理温度的升高而发生改变,当温度低于500℃时,为结合剂的物理结合;试样中金属Al熔化但未发生大规模氧化时,其结合主要为金属结合和少量的陶瓷结合;随着热处理温度的升高,陶瓷结合比例逐渐增大,试样的强度迅速增大,并在1100℃几乎完全转化为Al2O3陶瓷结合,试样的强度达到最大;但热处理温度为1600℃,界面反应强烈,试样的强度下降。

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。

原位尖晶石引入量对MgAl2O4-SiC材料性能的影响

在以预合成镁铝尖晶石、碳化硅和水性氨基树脂为原料制备MgAl2O4-SiC复合材料的配方中,以不同量的MgO、α-Al 2O3混合粉(MgO、Al2O3物质的量比为1∶1)等量替代其中的预合成镁铝尖晶石粉,设计替代量(w)分别为0、1%、2%、3%、4%、6%、8%、10%。经配料、混练、成型、干燥后,在埋碳条件下于1650℃保温5 h烧成,然后检测烧后试样的显气孔率、体积密度、常温耐压强度、常温抗折强度和高温抗折强度,并进行XRD和SEM分析。结果表明:1)随着原位MgAl2O4引入量的增加,试样的致密度和强度均呈先增大后减小的变化趋势,原位镁铝尖晶石引入量为3%(w)的试样的致密度最大,原位镁铝尖晶石引入量为4%(w)的试样的强度最大。2)各试样的物相组成基本相同,主要物相为MgAl2O4和SiC。