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氮化制度对Si-Al-Al2O3体系合成Sialon的影响

硅酸盐通报 doi:10.3969/j.issn.1001-1625.2007.06.029

以SiC、α-Al2O3微粉、Si粉、Al粉为原料,在1450℃流动氮气中制备Sialon/SiC材料.研究了不同温度保温氮化对Sialon合成的影响.研究结果表明:有部分硅粉残余没有氮化;在1100℃保温氮化的氮化率高于在1150℃、1200℃保温氮化;1100℃保温氮化,残余Si量少、分布均匀,残余硅熔聚现象较轻,利于Sialon的合成.

关键词: Sialon , 氮化制度 , 残余Si

木屑种类对SiO2碳热还原氮化法制备氮化硅粉体的影响

马啸尘 , 尹洪峰 , 张军战 , 任耘

耐火材料 doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2015.02.004

为了确定SiO2碳热还原氮化法制备氮化硅时合适的木屑种类,分别以松、桐两种木屑和SiO2质量分数为2.5％、5％、7.5％、10％、15％、20％的硅溶胶为原料,采用真空常压浸渍-碳热还原氮化法(成型压力10 MPa,氮气流量400 mL·min-,反应温度1 500℃,反应时间9h)制备了氮化硅粉体,并对采用本法制备Si3 N4粉体的传质机制进行了初步探讨.结果表明:松、桐两种木屑分别经w(SiO2)=7.5％的硅溶胶浸渍后,经碳热还原氮化反应均可制得高o-Si3 N4和β-Si3N4含量的混合粉体,但用松木屑制得的Si3N4粉体中α相含量明显较桐木屑的高,更适合用此法制备氮化硅粉体;本试验中碳热还原氮化反应采用的是形成气相中间产物的传质形式,C颗粒是氮化物颗粒的前驱物,其基本反应过程是:木屑炭化→原位还原SiO2→生成气体中间产物→N2参与反应→完成碳热还原氮化反应.

关键词: 氮化硅 , 松木屑 , 桐木屑 , 硅溶胶 , 浸渍法 , 碳热还原氮化法

莫来石-钛酸铝窑具的制备与性能研究

任耘 , 尹洪峰 , 张军战 , 高魁 , 李建兵

耐火材料 doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2009.03.014

采用原位合成技术合成莫来石一钛酸铝复相材料(ATM),并以复相材料和烧结莫来石(M60)为主要原料制备莫来石一钛酸铝窑具,借助于XRD、SEM和热态模拟试验等手段研究了烧成温度、复相材料添加量对莫来石-钛酸铝高温窑具性能和显微结构的影响.结果表明:合成的莫来石-钛酸铝复相材料适于制备高温窑具;在1 600℃烧成的窑具试样具有较高的高温抗折强度和良好的抗热震性;合成复相材料的添加量为45%时可获得综合性能好的窑具材料;热态模拟试验表明研制的莫来石-钛酸铝高温窑具适合在低于1 400℃,承重小于8 kg的条件下使用.

关键词: 莫来石 , 钛酸铝 , 窑具 , 抗热震性

以木屑为碳源制备氮化硅粉体的研究

马啸尘 , 尹洪峰 , 张军战 , 任耘

耐火材料 doi:10.3969 /j.issn.1001 -1935.2015.01.007

以木屑为碳源，以硅溶胶浸渍木屑的方法引入 SiO2，利用碳热还原氮化反应合成了 Si3 N4粉体。研究了硅溶胶的 SiO2含量、成型压力、反应温度、反应时间和氮气流量等因素对产物相组成和显微结构的影响。试验结果表明：选用 w（SiO2）＝7．5％的硅溶胶浸渍的松木屑作为试验原料，在反应温度1450℃、反应时间9 h、氮气流量400 mL·min －1、成型压力10 MPa 时，制备的氮化硅粉体具有α-Si3 N4含量高、杂相少等特点。

关键词: 氮化硅粉体 , 碳热还原氮化反应 , 硅溶胶 , 成型压力 , 反应温度 , 反应时间 , 氮气流量

尖晶石对刚玉-尖晶石浇注料性能的影响

任俊辉 , 任耘 , 张军战 , 尹洪峰 , 冯俊杰

硅酸盐通报

本文以板状刚玉、烧结尖晶石、活性α-Al2O3微粉和纯铝酸钙水泥等为主要原料制备刚玉-尖晶石浇注料,研究了尖晶石的加入量及引入形式对试样性能的影响.研究结果表明:当烧结尖晶石颗粒为15%、细粉加入量为5%时,试样具有较好的性能指标,1600 ℃×3 h热处理后,试样的常温抗折强度和耐压强度分别达到22 MPa、110 MPa,体积密度和显气孔率分别为2.98 g/cm3和19%.

关键词: 尖晶石 , 浇注料 , 透气砖 , 性能

粉煤灰的化学组成对其碳热还原氮化产物相组成和显微结构的影响

马啸尘 , 尹洪峰 , 张军战 , 任耘 , 袁志丽 , 刘小团

耐火材料 doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2008.02.008

将粉煤灰和炭黑按n(Al2O3) n(C)=15配料,经球磨混合、造粒后,在10 MPa下压制成36 mm×10 mm的试样,经110 ℃干燥12 h,在高温可控气氛炉内于1 350 ℃流动氮气(流量400 mL·min-1)中保温9 h进行碳热还原氮化反应,然后对氮化产物进行XRD、SEM和EDAX分析.结果表明:粉煤灰与炭黑混合物的氮化产物是以β-SiAlON为主晶相的粉末,粉煤灰中m(SiO2)/m(Al2O3)比值越高且越接近合成β-SiAlON的理论比值,氮化产物中β-SiAlON和15R的含量就越高,铝的其他化合物的含量就越低;氮化产物中的棒状β-SiAlON和15R清晰可见且交错分布,球状FeSix合金相弥散分布于其中.

关键词: 粉煤灰 , 化学组成 , β-SiAlON , 碳热还原氮化反应

不同原料合成SiC晶须的形貌结构特征和生长机理研究

张军战 , 张颖 , 蒋明学 , 刘民生

功能材料

分别以SiO2微粉和Si3N4为硅源，炭黑为碳源，氧化硼为催化剂，采用碳热还原法在1500℃氩气气氛下合成了SiC晶须。通过透射电镜和扫描电镜对所合成SiC晶须的形貌和晶体结构特征进行了分析。结果表明，采用两种硅源所合成的晶须均为B—SiC单晶，晶须的生长面为（111）面，生长方向为[111]方向。两种硅源所合成的晶须形貌特点存在较大差别，表明其合成SiC晶须的生长机理不同，VLS生长和螺旋位错的延伸生长可以分别用来解释以SiO2微粉为硅源和以Si3N4为硅源合成的晶须在形貌结构特征上的差别。

关键词: 碳热还原 , SiC晶须 , 形貌结构 , 生长机理

工艺条件对莫来石陶瓷相组成和显微结构的影响

卢琳琳 , 尹洪峰 , 任耘 , 张军战 , 袁蝴蝶

兵器材料科学与工程 doi:10.3969/j.issn.1004-244X.2009.05.016

以α-Al2O3微粉、高纯石英粉、煤矸石、碳酸钡为原料,采用常压烧结法制备莫来石陶瓷材料.对试样进行XRD和SEM分析,研究烧成温度和保温时间对材料的相组成和显微结构的影响.结果表明:由α-Al2O3微粉、高纯石英粉、BaCO3和煤矸石粉料通过常压烧结可以合成由主晶相莫来石、次品相单斜钡长石、六方钡长石、少量刚玉和石英5种物相组成的莫来石陶瓷材料;随烧成温度的升高,莫来石的生成量相对较高,刚玉相较少.通过烧成制度的控制可以实现对一次莫来石、二次莫来石生成量和晶体发育情况的控制,达到对莫来石陶瓷显微结构控制.

关键词: 莫来石 , 工艺条件 , 相组成 , 显微结构

镁铬合成料对镁铝铬捣打料性能的影响

王黎 , 张军战 , 唐仕英 , 云斯宁 , 蒋明学

耐火材料 doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2002.02.013

分别采用电熔镁铬合成料、烧结镁铬合成料、废烧结镁铬砖为主原料,引入一定量的镁铝尖晶石,配制了几种化学组成相同的镁铝铬捣打料,测试了其物理性能,并分析了其显微结构.结果表明:即使镁铝铬捣打料的骨料颗粒组成、结合剂用量及化学组成均相同,但由于所用镁铬合成料不同,导致其显微结构不同,物理性能也不相同.

关键词: 镁铬合成料 , 捣打料 , 镁铝铬

锆英石加入量对莫来石-刚玉材料性能的影响

寿科迪 , 尹洪峰 , 任耘 , 张军战 , 高魁 , 马艳龙

硅酸盐通报

以板状刚玉、电熔莫来石、Al2O3粉、硅线石和粘土为原料,制备了莫来石-刚玉高温窑具,并研究了锆英石加入量对其力学性能和抗热震性能的影响.试验结果表明,随着锆英石细粉的增加,抗折强度有所下降,抗热震性能有较大改善,当锆英石细粉加入量为12%时,获得较好的热震性能.同时还发现随着烧成温度的升高,试样热震性能出现下降.

关键词: 莫来石 , 刚玉 , 锆英石 , 抗折强度 , 抗热震性

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