多热源真空合成高纯度、高密度、大粒径3C-SiC微粉

采用多热源真空合成法,以纯度分别为99%(质量分数,以下同),90.87%的微米级硅质原料、碳质材料,在自行研制的多热源炉内合成高纯、高密度、大粒径的3C-S1C微粉。实验研究碳硅物质的量比、原料粒度以及反应温度对合成产物的影响。结果表明:碳与硅物质的量比为1.05:1时,合成的3C-S1C微粉SiC的纯度达到99.99%;与硅质原料相比,碳质原料粒度对产物粒度影响更为显著,增加碳质原料的粒度,可获得粒度更大、晶型更完整的3C-S1C微粉,微粉的平均粒径2。可达21.7叩;在1300~1800内,温度越高,产物晶型愈完整,粒径更大,结构更致密,平均密度可达3.212 g/cm3.

机械粉碎法制备β-SiC纳米粉体及其特性分析

为获得批量制备技术,采用机械粉碎法制备高纯β-SiC纳米粉体;通过实验研究不同粒径的β-SiC纳米粉体的粒度分布、球形度变化规律、微观结构和分散稳定性等特性。结果表明:机械粉碎法适合制备粒径小于200 nm的β-SiC纳米产品,产品粒度最小可达30 nm;砂磨时间越长,产物粒度越细,粒度分布越窄,产品的球形度越好;β-SiC衍射峰强度随粒径的减小而减小,峰形宽化明显,晶格结构出现由单晶向多晶的转变,并于颗粒外层诱发厚度约5 nm的无定形二氧化硅氧化层;纳米β-SiC浆料在pH值为2~11时没有出现等电点,在中性和碱性条件下分散稳定性良好。

砂磨制备纳米立方碳化硅及表面特性

为探讨机械粉碎法批量制备立方碳化硅纳米粉体的可行性,以平均粒径Dv(50)为2.49μm立方碳化硅为原料,采用具有一定实验体量的30 L型砂磨机对250 kg浆料进行砂磨实验研究。通过对砂磨产物的粒度、微观形貌、表面结构、Zeta电位等测试,分析了纳米碳化硅的粉碎机理及其表面特性。结果表明:砂磨过程中产物的粒径下降速率会发生数量级的变化,可将其划分为快速粉碎、慢速粉碎和均化、整形3个阶段。采用0.3~0.4 mm的碳化硅介质球,经砂磨40 h粒径可批量制备Dv(50)在100 nm,单颗粒粒径在30~50 nm的纳米颗粒,且粒度均匀,球形度良好。砂磨制得的纳米立方碳化硅,表面含有大量的羟基和二氧化硅,具有很好的亲水性,其表面特性与纳米二氧化硅相近。在pH≥7下分散稳定性良好,尤其在pH为9时Zeta电位绝对值最高可达60 mV以上,粒径达到最小值103 nm,分散稳定性最好。表明砂磨制备的纳米立方碳化硅在中性和碱性条件下具有良好的分散稳定性,可用于机械抛光、陶瓷湿法成型、涂层等工业应用领域。

钾长石为助烧剂对β-SiC超精油石性能的影响

以β-SiC为主料,钾长石、硼玻璃、刚玉混合粉为烧结助剂,精萘作为造孔剂,采用低温无压烧结制备β-SiC超精油石。通过SEM、煮沸法、万能试验机及洛氏硬度测定等测试手段对油石试样的微观形貌、气孔率、密度、抗弯强度及硬度进行了表征,探索了钾长石质量分数的变化对β-SiC超精油石气孔率、密度、抗弯强度和硬度的影响,并且从微观结构方面探究了其变化的机理。结果表明:当钾长石含量为11%(wt,质量分数)时,超精油石气孔率为40.39%,密度为1.48g/cm^3、抗弯强度为27.17MPa,洛氏硬度为41.94HRB,达到最佳水平。

7075铝合金化学镀镍–磷/镍–磷–β-碳化硅双镀层的耐磨性

采用连续化学镀法在7075铝合金上得到Ni–P/Ni–P–β-SiC双镀层。化学镀镍液的配方为:NiSO_4·6H_2O 25 g/L,NaH_2PO_2·H_2O 23 g/L,乳酸27 mL/L,NaHCO_3 21～23 g/L,NaF 1 g/L,Pb(CH_3COO)_2·3H_2O 1～2 mg/L,β-Si C微粉0 g/L或5 g/L,pH 5.4。采用能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、显微硬度计、摩擦磨损试验机等设备研究了总施镀时间为120min时,化学镀Ni–P合金施镀时间对镀层的成分、结构、形貌、显微硬度和耐磨性的影响。结果表明:化学镀Ni–P 60 min加Ni–P–β-SiC 60min时,所得双镀层致密、均匀,与基体结合紧密。与施镀120min所得单层Ni–P–β-SiC复合镀层相比,Ni–P/Ni–P–β-SiC双镀层的摩擦因数和质量损失分别降低了23.07%和62.5%,耐磨性良好。

立方碳化硅弹性磨块制备工艺、性能与应用

应用立方碳化硅新材料做主磨料,采用热压工艺制备新型立方碳化硅弹性磨块,用静水力学天平、巴氏硬度计、XRD、SEM等测试材料的组织、结构及性能,并在应用现场进行了工业实验。研究结果表明:磨块中立方碳化硅的质量分数为8.5%,热压机上板温度160℃、下板温度为163℃、压力450 kN时弹性磨块巴氏硬度达到最大值55 Hba,气孔率及吸水率为最小值。工业实验中磨抛全抛釉瓷砖,其表面光泽度达到70 GU之上,明显高于行业水平。

对苯二甲酸二甲酯成孔剂对β-SiC超精油石性能影响研究

以β-SiC微粉为原料,陶瓷结合剂为粘结剂,对苯二甲酸二甲酯(DMT)为成孔剂,采用无压烧结工艺制备出性能优异的新型超精油石,研究了DMT含量对β-SiC超精油石气孔率、孔隙结构、力学性能及微观组织结构的影响。结果表明:当DMT添加量为4wt%时,油石气孔率为53.4%,气孔尺寸主要为2~4μm,占比孔隙体积78%,抗弯强度为21.5 MPa,洛氏硬度为55.9 HRH,冲击韧性为1.21 kJ/m^2,气孔孔径细小且呈弥散均匀分布。该油石在金属表面尤其是轴承沟道磨抛加工过程中,可高效率的获得光洁度高、拉丝纹路均匀的产品表面。