LTCC介质材料的研究进展

研究能与银或铜低温共烧且适合于高频使用的微波介质材料是今后微波材料发展的主要方向之一。LTCC材料以其独特的优势,近年来得到国内外专家的广泛关注。介绍了LTCC材料的发展历程以及制造工艺,同时讨论了LTCC材料的应用现状、存在问题以及发展前景。

不同重力环境对AlN-玻璃复相陶瓷显微结构的影响

采用ＳＨＳ化学炉为热源，在抛物线飞行飞机上进行了一系列不同重力环境下的ＡｌＮ－玻璃复相材料的液相烧结，研究了烧结过程中，不同重力水平对材料显微结构和扩散行为的影响．研究结果表明：超重力条件下物相会发生偏析，而微重力条件下，物质扩散均匀，可促进晶粒的正常发育，有利于材料显微结构的均匀性．

混合烧结法在玻璃陶瓷制备中的应用

概述了混合烧结法的分类、致密化机理、影响因素和在玻璃陶瓷制备中的应用。和传统玻璃陶瓷制备工艺相比,混合烧结法的特点在于玻璃陶瓷中的晶体是直接加入或是通过外加晶体和玻璃反应析出而不是从母相玻璃中直接析出,因而对母相玻璃组分要求不十分严格,在直接利用废玻璃制备玻璃陶瓷和复相玻璃陶瓷方面有着独特的优势。本文重点介绍了近年来该工艺在这方面的应用和进展。

MoSi_2基复相材料表面特性的研究

对MoSi2 及其复相材料在高温下长时间老化后表面玻璃膜结构进行了研究 ,并用电学测试手段对表面玻璃膜的生成过程进行跟踪测试。研究了MoSi2 及MoSi2 -SiC的氧化机理 ,发现其氧化速度顺序为MoSi2 >MoSi2 -SiC。对添加氧化物的复相材料来讲 ,其玻璃膜的生成速度顺序为MoSi2 >MoSi2 -莫来石 >MoSi2 -Al2

液相烧结法制备MoSi_(2)改性HfB_(2)-SiC超高温陶瓷抗氧化涂层

将原位反应法和浆料法相结合,开发了一种液相烧结法,制备了涂层组分、含量和厚度可控的HfB2-MoSi_(2)-SiC涂层,研究了MoSi_(2)含量对HfB2-MoSi_(2)-SiC复合涂层在室温~1500℃动态有氧环境以及1500℃静态恒温空气下的氧化防护行为的影响,提出了利用相对氧气渗透率表征涂层的抗氧化保护能力。室温~1500℃的动态氧化测试结果表明,随着MoSi_(2)含量的增加,试样的起始氧化失重从775℃延迟到821℃,最大失重速率从0.9×10^(−3) mg·cm^(−2)·s^(−1)降低到0.2×10^(−3) mg·cm^(−2)·s^(−1),最低相对氧气渗透率降低至12.2%,失重率从1.8%降为0.21%。揭示了MoSi_(2)增强涂层抗氧化保护能力的机理,随着MoSi_(2)含量的增加,涂层中SiO2玻璃相的生成量增加,促进了涂层表面Hf氧化物的弥散,从而形成具有更高稳定性的Hf-Si-O复相玻璃层,使得试样在1500℃静态恒温空气下氧化200 h的失重率从0.46%降低到0.08%,显著提升了涂层的抗氧化保护能力。

玻纤增强水泥在提升渠道式水泥切割连续墙抗弯刚度中的运用

玻璃纤维增强水泥是近些年来科研人员开发出来的一种新型的复合材料,它具有许多传统建筑用的水泥基体所不具备的优点,如抗弯、抗拉、质轻以及抗冲击等等,文章针对不同摻量的玻璃纤维增强水泥进行了建模分析,通过外加荷载使材料试件发生破坏,进而分析了其破坏的全过程,对各组试件的弯曲韧性、应变能进行了对比研究,最后发现当玻璃纤维增强水泥中的玻璃纤维摻量增加时,其抗弯强度会显著提高,且材料韧性大大增强,由此不难发现,当用更高玻璃纤维摻量的GRC制作建筑构件时,建筑构件的抗弯刚度也会更高,由此得出结论采用玻璃纤维摻量更高的增强水泥制成的连续墙的弯曲刚度更强。

C/C复合材料ZrSi2-TaB2-SiC复合涂层的组织结构与性能

采用三次包埋法在C/C复合材料表面制备了ZrSi_(2)-TaB_(2)-SiC复合涂层。对其进行了1500℃静态抗氧化实验和抗热震性能测试,借助X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS),对涂层氧化前后的组织结构和微观形貌进行表征。结果表明:所制备的ZrSi_(2)-TaB_(2)-SiC复合涂层外层疏松内层致密,涂层与涂层之间以及涂层与基体之间相互嵌合,且生成的(Zr,Ta)B_(2)固溶体相均匀嵌布在涂层中。该涂层在1500℃静态空气中保护基体168 h,质量损失率只有2.91%;经历从室温到1500℃的热循环30次,质量损失率仅3.10%,具有优异的静态抗氧化和抗热震性能。这归功于ZrSi_(2)-TaB_(2)-Si C复合涂层的结构,以及涂层氧化后生成Zr-Ta-Si-O复相玻璃层。在高温下,稳定的高熔点ZrO_(2)、Ta_(2)O_(5)和ZrSiO_(4)作为“镶嵌相”弥散在玻璃相中,起到“钉扎”作用,提升了涂层的抗氧化性能。

浮法锡槽入口段玻璃液流动过程模拟分析

针对浮法玻璃成形过程,提出了锡槽入口段简化稳态多相模型,并采用Ansys Fluent 2019 R3软件,模拟研究了500 t/d锡槽入口段玻璃液的流动与成形过程,分析了拉引量、玻璃液黏度对唇砖与八字砖区玻璃液流动与液层厚度分布的影响。结果表明,拉引量过小或黏度过低时液层出现不连续,拉引量过大或黏度过高时液层横向厚度均匀性变差,案例锡槽实现浮法玻璃均匀稳定成形的工艺操作范围是拉引量400~550 t/d,黏度400~600 Pa·s。

Ti掺杂Hf(Zr)B_(2)-SiC抗烧蚀涂层的制备及其抗烧蚀机理

为了提高碳基材料在高温含氧环境下的抗烧蚀性能,以石墨为基体,采用浆料法和反应熔渗相结合的方式在其表面制备了Ti掺杂HfB_(2)-SiC、ZrB_(2)-SiC复合涂层。研究了涂层的物相组成、微观形貌和元素分布,考察了涂层在2300℃的抗烧蚀能力。结果表明:渗硅后的Ti掺杂Hf(Zr)B_(2)-SiC复合涂层结构十分致密,HfTiB_(2)、ZrTiB_(2)陶瓷相镶嵌于涂层中,残余硅连续分布在Hf(Zr)B_(2)、SiC颗粒周围,涂层与基体结合良好且无缺陷;在2300℃烧蚀480 s后,HfTiB_(2)-SiC、ZrTiB_(2)-SiC复合涂层试样的质量烧蚀率分别为–2.71×10^(–3)和–4.20×10^(–1)mg/s(略微增重),线烧蚀率分别为1.88×10^(–4)和3.70×10^(–4)μm/s。HfTiB_(2)-SiC复合涂层烧蚀后表面形成了以HfTiO_(4)-HfO_(2)为骨架、TiO_(2)和SiO_(2)为填充相的Hf-Ti-Si-O复相氧化层,而ZrTiB_(2)-SiC复合涂层烧蚀后表面形成了以ZrTiO_(4)和ZrO_(2)为镶嵌相、SiO_(2)玻璃为半连续相,且带有微孔的Zr-Ti-Si-O复相氧化层。其中,HfTiO_(4)、HfO_(2)、ZrTiO_(4)、ZrO_(2)等高熔点相可以有效抵抗高温火焰的冲刷,高温下具有流动性的TiO_(2)、SiO_(2)可以填充烧蚀产生的孔隙缺陷并阻塞氧扩散通道,防止氧向涂层内部和基体扩散,二者共同作用实现了陶瓷涂层优异的抗烧蚀防护效果。