单英春
,
徐久军
,
李江涛
,
黄秋凤
,
张丽
,
帖少东
稀有金属材料与工程
采用两步热压烧结(Hot Pressing, HP)方法制备了高致密度的Y-α-SiAlON(Y1410,即m=1.4, n=1.0)陶瓷,研究了升温速率、烧结时间和驻留温度对陶瓷物相组成、微观结构以及光学性能的影响.结果表明:SiAlON陶瓷的相组成不受升温速率的影响,升温速率较快 (20 ℃/min) 时陶瓷的晶粒尺寸相对较小、分布较均齐、透过率相对较高,1.1 mm厚样品最大近红外透过率为50.2%,比升温速率为10 ℃/min的陶瓷高8.0%;烧结时间较短 (1 h) 时陶瓷的晶粒尺寸相对较小,透过率较高,1.1 mm厚样品最大近红外透过率为43.6%,而当烧结时间为2 h时陶瓷中有新相生成,且微结构均匀性较差,其最大透过率比烧结时间为1 h的低8.0%;较低的驻留温度易促进β-SiAlON形成和柱状晶发育,对提高SiAlON陶瓷透光性不利.
关键词:
SiAlON
,
两步热压烧结
,
微结构
,
光学性能
谭清华
,
王玺堂
耐火材料
doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2006.01.002
以α-Al2O3微粉和Si3N4粉为主要原料,分别以Al粉、AlN粉、SiO2微粉、Al粉+Ce2O3粉、Al粉+Si粉+Ce2O3粉作添加剂,在空气中裸烧(氧化气氛)和空气中埋炭(还原气氛)的条件下,分别进行1350℃、1450℃、1550℃、1600℃保温6 h的热处理后,制备了SiAlON结合刚玉复相材料,并研究了烧结气氛、烧结温度和添加剂种类对试样烧结行为和显微结构的影响.结果表明:添加稀土氧化物Ce2O3或少量SiO2微粉能促进材料的烧结;在氧化气氛下,以SiO2微粉为添加剂的试样的致密化程度随处理温度的升高而降低,而在埋炭还原气氛下,其致密化程度随温度的升高而提高;SEM观察还表明,含不同添加剂的试样在不同气氛中处理后的显微结构也不同.
关键词:
SiAlON
,
刚玉
,
氧化气氛
,
还原气氛
,
烧结行为
,
显微结构
,
SiO2微粉
马成良
,
张殿伟
,
叶方保
,
钟香崇
耐火材料
doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2007.02.001
采用65%(质量分数,下同)电熔镁砂作骨料(8～5 mm,5～3 mm,3～1 mm,≤1 mm),27%电熔镁砂粉(≤0.044 mm和≤0.074 mm)、4%Al2O3微粉和4%SiO2微粉作基质料,以此为基础配方,首先分别用5%、10%、15%、20%的电熔白刚玉粉(≤0.044 mm)等量取代同粒度的镁砂粉,然后在加入10%刚玉粉的基础上,分别用2.5%、5%、7.5%和10%的矾土基β-SiAlON(≤0.088 mm)取代等量的刚玉粉,分别加水制成两组MgO基浇注料,并采用浇注料流变仪研究了刚玉粉和β-SiAlON粉的加入量对浇注料流变性(扭矩、流动阻力和粘度)的影响.研究结果表明:在MgO基浇注料中加入≤10%的刚玉粉时,浇注料的扭矩、粘度和流动阻力较低,流变性较好;加入低于7.5%的β-SiAlON时,对MgO基浇注料的流变性影响不大,但超过7.5%后,浇注料的流变性趋于变差.
关键词:
MgO基浇注料
,
流变性
,
SiAlON
,
刚玉
宋永政
,
刘新红
,
叶方保
,
钟香崇
耐火材料
doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2007.05.007
为了研究加入Si粉对Al2O3-SiAlON复合材料的烧结、高温力学性能、物相组成和显微结构的影响,以电熔白刚玉(3～1 mm、≤1 mm和≤0.043 mm)、矾土基β-SiAlON(≤0.074 mm)和Si粉(d50=19.71 μm)为主要原料,配制成Si粉加入量(质量分数)分别为0、2%、5%、8%和11%的5种试样;以纸浆为结合剂,经混练、成型、烘干和1 500℃保温3 h埋炭烧成后,测量试样的质量变化率、线变化率、显气孔率、体积密度、常温耐压强度、常温抗折强度、埋炭条件下的热态(400～1 400℃)抗折强度、应力-应变特性和抗热震性,并进行了XRD、SEM和EDS分析.研究显示:加入Si粉可以降低材料的显气孔率,提高材料常温强度尤其是高温抗折强度,改善材料的抗热震性;加入Si粉的试样在1 500℃埋炭煅烧过程中,单质Si转化为纤维状SiC和颗粒状SiAlON等非氧化物,对试样起到增强、增韧作用,有利于提高材料的高温力学性能和抗热震性.
关键词:
Si粉
,
刚玉
,
SiAlON
,
烧结
,
高温力学性能
孙洪巍
,
刘仲毅
,
钟香崇
耐火材料
doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2004.05.003
采用XRD、SEM和EDS等手段,研究了低品位铝土矿碳热还原氮化合成SiAlON过程的相变.结果表明:1300 ℃开始氮化,形成Si2N2O和X-SiAlON; 1400 ℃开始形成β-SiAlON (z=3),X相明显增加;1450 ℃时,β-SiAlON (z=3)成为主要的氮化产物,并与少量的Si3N4和刚玉并存; 1500 ℃开始形成15R,同时,β-SiAlON的z值开始由3变为4;1550 ℃时,15R和β-SiAlON成为主要物相,同时含有部分刚玉相和Si3N4相.1450 ℃时,由低品位铝土矿合成纯净的β-SiAlON复合少量刚玉相粉体材料的最佳保温时间是6～9 h,时间过短则含有较多的X相;时间过长则发生过量氮化,形成部分15R和少量Si3N4.
关键词:
低品位铝土矿
,
SiAlON
,
合成
,
碳热还原氮化
,
相变
陈花朵
,
刘新红
,
叶方保
,
钟香崇
耐火材料
doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2008.03.003
以82%(质量分数,下同)的电熔白刚玉、5%的α-Al2O3微粉、5%的SiC细粉和8%的Si粉为原料,以纸浆废液为结合剂,在埋炭条件下分别于1100、1200、1300、1400和1500℃煅烧制备了Al2O3-SiC-Si材料,并研究了煅烧温度对此材料常温物理性能、热态抗折强度、抗热震性、抗氧化性的影响,以及材料在煅烧过程中的相组成和显微结构变化.结果表明:1)1100℃烧后,有少量SiC纤维生成;1200℃烧后,大量原位生成的SiC纤维穿插在刚玉骨架结构中,SiC纤维随煅烧温度的升高而长大,且其生成量也增加;在1300℃时.开始生成SiAlON;1400℃时,单质硅完全反应.2)随煅烧温度的提高,Al2O3-SiC-Si材料的常温性能和高温强度都有所提高;1200℃烧后,材料已具有优异的抗热震性和抗氧化性,随煅烧温度的升高,材料保持良好的抗热震性和抗氧化性.
关键词:
硅粉
,
Al2O3-SiC-Si
,
SiC纤维
,
SiAlON
,
抗氧化性
刘新红
,
陈花朵
,
叶方保
,
钟香崇
硅酸盐通报
以刚玉和8%Si粉为原料,1500℃埋碳烧后得刚玉-SiC-SiAlON复合材料.本文研究在加入8%Si粉基础上,另加入0～10%SiC或SiAlON粉对刚玉-SiC-SiAlON复合材料组成、结构和力学性能的影响.结果表明:加入SiC或SiAlON首先可促进Si反应完全,生成更多非氧化物使试样微膨胀量增加,重量增加;同时使试样的显气孔率提高,常温抗折强度降低;加入SiC使试样的结构疏松,高温力学性能下降;但由于生成较多O-SiAlON以及气孔率提高使试样的抗热震性明显提高;加入SiAlON,试样中生成较多的SiC,并有粒状的β-SiAlON存在,可明显提高试样的高温力学性能.
关键词:
SiC
,
SiAlON
,
刚玉-SiC-SiAlON材料
,
高温力学性能
,
抗热震性
胡书禾
,
周宁生
,
张三华
耐火材料
doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2004.03.001
采用在不同热震温差下测残余抗折强度保持率和1100℃水淬冷两种方法,对分别加入阿隆(AlON)和塞隆(SiAlON)于Al2O3-MgO质钢包浇注料后,对其热震稳定性的影响作了考察.结果表明,加入AlON或SiAlON后,在较小的热震温差范围内(300～500℃),浇注料的抗热震性有所改善;而在更大的热震温差范围内,浇注料的热震稳定性则比不加AlON或SiAlON时有所降低.显微结构分析表明:不加AlON或SiAlON的Al2O3-MgO浇注料的基质主要由MA尖晶石和CA6相组成,并形成交织的结构,有利于浇注料受到热冲击时抵抗热应力;而加入AlON和抗氧化剂SiC或SiAlON和抗氧化剂B4C后,浇注料的基质仅由刚玉、MA和少量杂质相组成,不再存在CA6相和交织的结构.
关键词:
AlON
,
SiAlON
,
钢包浇注料
,
Al2O3-MgO系
,
热震稳定性
,
显微结构
马成良
,
张殿伟
,
叶方保
,
钟香崇
耐火材料
doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2005.01.009
以电熔镁砂为骨料,以电熔镁砂细粉、电熔白刚玉、矾土基β-SiAlON、α-Al2O3微粉和SiO2微粉为基质,固定电熔镁砂骨料与基质的质量比,并固定基质中各成分的质量分数,基质中用SiAlON逐步取代刚玉细粉,试样经1600℃3 h烧成后,考察SiAlON加入量(0、2.5%、5%、7.5%、10%)对浇注料热震稳定性、高温抗折强度(1400℃)等性能的影响,并对试样进行扫描电镜和能谱分析.结果表明:由于SiAlON的引入,在MgO基浇注料基质中起到了强化增韧作用,提高了浇注料的抗热震性能和高温抗折强度.
关键词:
SiAlON
,
MgO基浇注料
,
高温力学性能
,
热震稳定性
顾华志
,
吕春燕
,
汪厚植
,
张文杰
耐火材料
doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2004.03.007
根据热力学计算,在还原气氛下,通过引入Si3N4和提高Si的加入量等途径原位合成制备出SiAlON增强Al2O3-SiC-C浇注料是完全可行的.实验研究了Si3N4的加入量和Si的加入量对Al2O3SiC-C铁沟浇注料力学性能的影响.结果发现:随着Si3N4加入量的提高,材料的力学性能先增大,后减小,加入量为6%时材料力学性能最佳;Si的加入量对材料性能的影响较为显著,材料的力学性能随着其加入量的增多而逐渐提高,其最佳加入量为5%.XRD及SEM分析结果表明,SiAlON增强Al2O3-SiC-C铁沟浇注料性能优良的根本原因是由于Si3N4、Si与Al2O3原位反应生成的SiAlON改变了材料基质结合形式,提高了基质的固-固直接结合率.
关键词:
原位反应
,
SiAlON
,
Al2O3-SiC-C
,
铁沟浇注料
,
力学性能
