商洛钼尾矿制备泡沫陶瓷的研究

以商洛钼尾矿为主要原料,添加钾长石、高岭土等辅助原料,以SiC为发泡剂,制备高钼尾矿含量的轻质保温隔热泡沫陶瓷.采用正交实验确定影响泡沫陶瓷体积密度四个因素的主次程度依次为:SiC添加量、升温速率、保温时间和烧成温度.最终以8 ℃/min的升温速度升至800 ℃,再以1 ℃ /min升至1140 ℃,保温20 min,随炉冷却制得体积密度0.34 g/cm3,抗压强度3.2 MPa,平均孔径1.8 mm,气孔分布均匀的高性能轻质保温隔热泡沫陶瓷材料.     

分层分区布料工艺制备轻质保温发泡陶瓷的研究

目前采用固体废弃物制备轻质保温发泡陶瓷成为研究热点,但关于发泡陶瓷布料工艺的研究寥寥无几.本文采用钼尾矿为主要原料,分别加入不同含量发泡剂SiC,然后采用分层分区布料方式烧制轻质保温发泡陶瓷.研究发泡剂含量、布料工艺对发泡陶瓷试样性能的影响.最终制得发泡均匀,体积密度0.44 g/cm3,抗压强度3.9 MPa,导热系数0.15 W/(m·k)的发泡陶瓷试样.本研究采用分层分区布料工艺烧制发泡陶瓷,为缩短发泡陶瓷烧成周期提供了一条可行的途径.     

不同粒度SiC颗粒低温制备SiC泡沫陶瓷的性能

以SiC陶瓷前驱体聚碳硅烷(polycarbosilane,PCS)为粘结剂、SiC微粉为填料、聚氨酯海绵为模板,低温制备出了SiC泡沫陶瓷.研究了SiC颗粒粒度和PCS含量对SiC泡沫陶瓷线收缩率、体积密度、微观结构与抗弯强度的影响.确定了不同粒度SiC颗粒制备泡沫陶瓷的最佳烧成温度.结果表明,随SiC颗粒粒度与PCS含量的增加泡沫陶瓷的线收缩率增大、体积密度降低;泡沫陶瓷的抗弯强度随SiC颗粒粒度的增大而降低;颗粒粒度小于1μm时,最佳烧成温度为1200℃,颗粒粒度大于1μm时,最佳烧成温度为1100℃;PCS在1100℃与1200℃热解可得到β-SiC晶粒,其晶粒尺寸为12.2 nm与19.6 nm.     

放电等离子烧结碳化硼陶瓷的工艺研究

以单质硼粉和石墨粉为原料,采用放电等离子烧结技术(Spark Plasma Sintering,SPS)制备了碳化硼陶瓷,使碳化硼的合成和致密化一次完成。系统研究了烧结温度、烧结压力、保温时间和升温制度等SPS工艺条件对碳化硼陶瓷烧结性能的影响。结果表明:碳化硼合成的起始温度在1100℃左右;较高的烧结温度和烧结压力、适中的保温时间和升温速率,以及两步保温的升温制度有利于碳化硼陶瓷的烧结致密化;确定了适宜的SPS工艺条件为烧结温度1800℃、烧结压力40 MPa、保温时间6 min,升温速率100℃/min、两步保温,在此条件下得到了致密度较高的碳化硼陶瓷。     

AlN粉体及高导热陶瓷散热罩的制备

以Al2O3和碳粉为原料,采用碳热还原法制备了AlN粉体,探讨了原料摩尔比、合成温度和保温时间等因素对AlN粉体合成的影响.通过XRD,SEM等测试对粉体进行了表征.在1650℃保温4h,合成出粒径约为1～5μm的纯AlN粉末,原料粒度越细越有利于AlN的生成,C/Al2O3摩尔比应略大于3.以石蜡为主粘结剂,通过热压铸成型方法成型AlN陶瓷散热罩素坯,经低温排胶、无压烧结工艺后得到高导热率AlN基陶瓷散热罩.研究了素坯排胶过程及陶瓷烧结过程的影响因素,排胶过程中缓慢升温至300℃,可避免素坯坍塌;排胶后素坯在1800℃无压烧结4h制得的AlN陶瓷LED散热罩密度为3.24 g/cm3,室温热导率高于100 W/m·K.     

商洛钒尾矿烧制轻质高强陶粒的研究

采用80wt;商洛钒尾矿为主要原料,加入钾长石、粘土为辅助原料,以SiC为发泡剂,制备性能优异的轻质高强陶瓷颗粒.采用单因素变量分析法研究钒尾矿含量、SiC添加量、烧成温度和保温时间对陶粒结构及性能的影响.研究结果表明:随着发泡剂SiC含量的增加、烧成温度的提高和保温时间的延长,陶粒的堆积密度和筒压强度均降低,吸水率均升高.最终加入2wt;SiC为发泡剂,在1125℃下保温30min制得堆积密度631kg/m3,筒压强度9.1MPa,吸水率3.1;的轻质高强陶瓷颗粒.     

用煤系高岭土制备轻质隔热材料的研究

以煤系高岭土、紫木节粘土为主要原料,以木屑和聚苯乙烯球为造孔剂,制备了体积密度为0.74 g/cm3、抗压强度为2.84 MPa,导热系数0.15 W/m.K的莫来石质轻质隔热耐高温材料。优化的工艺条件为:配料中煤系高岭土用量达到了90 wt%,添加木屑和聚苯乙烯球总加入量为12 wt%作为复合造孔剂,最终烧成温度为1300℃。通过XRD、SEM等分析的得到:轻质隔热材料的物相组成为莫来石、刚玉和少量方石英。材料内部的孔结构特征为1~2 mm的相对孤立的较大孔和微米级的小孔。     

烧成工艺对低压用BaTiO3基PTCR陶瓷性能的影响

采用固相反应法制备低压用BaTiO3基PTCR陶瓷。采用XRD、SEM分析陶瓷的相组成及表面形貌。研究了烧成工艺对陶瓷性能的影响。当烧成温度为1280℃,降温时低温保温温度为1045℃时,制备出低阻高耐压BaTiO3基PTCR陶瓷,其室温电阻率ρRT为36Ω·cm,温度系数α为13.8%/℃,耐电压强度E为100 V/mm。     

磷酸盐低温烧结高强度SiC泡沫陶瓷及性能研究

通过有机模板复制法,以磷酸二氢铝为粘结剂,950 ℃烧成制备了高强度SiC泡沫陶瓷.研究了浆料中SiC含量和磷酸二氢铝含量对SiC泡沫陶瓷微观结构与性能的影响.结果表明:SiC微粉由A型Al(PO3)3粘结起来,烧成泡沫陶瓷通孔结构良好,开气孔率介于75;~91;之间.随着磷酸二氢铝含量的增加,烧成泡沫陶瓷的线收缩率、体积密度和抗折强度均逐渐增加,而开气孔率则逐渐减小;随着SiC含量的增加,烧成泡沫陶瓷的线收缩率和开气孔率均逐渐减小,而体积密度和抗折强度则逐渐增加.磷酸二氢铝含量为40;、SiC含量为60;时,泡沫陶瓷的抗折强度达(2.22±0.26) MPa.     

热处理制度对透辉石微晶玻璃析晶与导热性能的影响

以SiO2、CaO和MgO为主要原料,采用传统高温熔融工艺制备了基础玻璃,并通过一步析晶热处理工艺制备了透辉石微晶玻璃.利用X射线衍射仪、电子扫描显微镜和激光导热仪分别研究了热处理温度和时间对透辉石微晶玻璃析晶和导热性能的影响.结果表明:随着热处理温度的升高,微晶玻璃的结晶度增加,晶粒尺寸增大,导热系数先增大后减小;随着热处理时间的延长,微晶玻璃的晶粒尺寸增大,导热系数先增大后减小.当热处理温度890℃,热处理时间120 min,升温速率为10℃/min,微晶玻璃晶粒尺寸为0.3～0.4μm,结晶度为79;,导热系数达到最大值2.59 W/(m·K).     

钼尾矿制备建筑陶瓷及性能研究

以固体废弃物钼尾矿为主要原料,辅以适量的粘土与石英,制备出了建筑陶瓷砖,并研究了不同烧成温度、保温时间对陶瓷砖性能的影响.结果表明,以钼尾矿为主要原料,采用压制成型法,在烧成温度1165 ℃、保温时间120 min条件下,可制备出抗折强度为46.85 MPa、吸水率为0.43;、体积密度为2.23 g/cm3的高性能陶瓷砖.以钼尾矿为原料制备建筑陶瓷砖,将固体废弃物转化为一种产品,形成一个闭合的产品生产链,可消耗大量的工业固体废弃物,减少其对环境的污染,具有良好的环保效益.     

Al2O3/Y2O3复合助剂对碳化硅蜂窝陶瓷烧结性能的影响研究

以碳化硅为主要原料,以羟丙基甲基纤维素(HPMC)为粘结剂,以Al2O3和Y2O3作为复合烧结助剂,采用挤出成型工艺制备出碳化硅多孔蜂窝陶瓷.探究了复合助剂Al2O3/Y2O3的加入量对蜂窝陶瓷物相组成和微观形貌的影响;研究了烧结温度对碳化硅陶瓷物相、微观形貌以及孔隙率、线收缩率、体积密度、抗压强度的影响规律.结果表明:Al2O3/Y2O3复合助剂的加入量增大和烧结温度的提高,陶瓷液相量增多;在钇铝石榴石(YAG)的共晶点1760 ℃附近,更易于析出结晶形成YAG相.烧结温度升高,陶瓷收缩率增大;体积密度和抗压强随烧结温度变化规律接近;体积密度和抗压强度在1750℃达到最大值分别为1.8 g/cm3和14.09 MPa.     

氧化锆陶瓷磨球的滚制成型法制备技术与性能研究

研究了滚制成型法制备氧化锆陶瓷球坯工艺及烧结温度对陶瓷磨球体积密度、压碎强度和自磨损性能的影响。结果表明:凝胶固相合成法生产的亚微米级3 mol%Y2O3-ZrO2陶瓷粉体适用于滚制成型法制备体积密度高、圆度好、大小均匀的球坯。在1500℃保温2 h的烧结条件下得到的微晶氧化锆陶瓷磨球在快速研磨机中的自磨损率最低,其微观结构均匀,晶粒尺寸约0.5μm,体积密度为5.97 g/cm3,Φ2.75 mm和Φ6.36 mm陶瓷磨球的平均压碎强度分别达到326 kg和1377 kg。     

La2O3对氧化铝/高岭土复合定向多孔陶瓷性能的影响

以微米级α-Al2O3、陶瓷水体分散剂为主要原料,以La2O3-水洗高岭土为烧结助剂,采用冰模板法制备了一种具有高孔隙率和较高抗压强度的氧化铝/高岭土复合定向多孔陶瓷.研究了不同添加量的La2O3对多孔陶瓷的显气孔率、体积密度、抗压强度和微观形貌的影响.结果表明:添加适量的稀土La2O3能降低多孔陶瓷烧结温度、提高体积密度和抗压强度.通过高能机械球磨法添加La2O3,在1350℃烧结制备的多孔材料样品显气孔率为82;,样品的抗压强度达到10 MPa以上.当La2O3加入量达到3;时,可使多孔陶瓷抗压强度提高到15.2 MPa,较不掺加La2O3提高了约53;.     

烧结升温速率对钛酸钡陶瓷压电性能的影响

采用固相反应方法在不同烧结升温速率下制备了BaTiO3陶瓷,并对陶瓷样品的晶体结构、表面形貌、介电、压电和铁电性能进行了测试和分析.结果表明:当烧结升温速率为3 ℃/min和5 ℃/min时陶瓷均为四方钙钛矿晶格结构,随升温速率的增大,四方相程度增强,材料平均晶粒尺寸减小,压电系数和铁电性能随之降低,但介电常数随之增大,当烧结升温速率为5 ℃/min介电常数最大,其值为3144.当烧结升温速率为1 ℃/min时陶瓷为正交钙钛矿晶格结构d33和Pr最大,其值为Pr=10 μC/cm2和d33=193 pC/N.     

莫来石轻质球形料结构与性能

对以铝矾土为主要原料制备获得的莫来石轻质球形料进行了系统的结构与性能研究,研究结果表明:轻质莫来石球形料的主要化学成分为Al2O3和SiO2,物相为莫来石相,球形颗粒表面莫来石柱状结晶交织排布,内部含有大量气孔,堆积密度为1.60 g/cm3,颗粒体积密度为1.75 g/cm3,显气孔率为38;,耐火度大于1790℃,800℃下导热系数为0.245 W/(m· K),热震5次后球形保持率大于95;.     

稀土对Al2O3-TiC/Fe基金属陶瓷材料性能的影响

以TiC、C、Mn、Ni、Mo、α-Al2O3微粉和还原Fe粉为主要原料,采用粉末冶金方法制备Al2O3-TiC/Fe金属基陶瓷材料.利用管式真空烧结炉(φ150 mm)高真空(2.5 Pa)烧结,烧成温度为1530℃,保温时间90 min.研究探讨不同稀土添加剂对试样吸水率及体积密度的影响,揭示材料的耐磨性能,以及稀土添加剂对试样的显微组织影响.试验表明:在以上条件下,添加0.3;的Y2O3时,Al2O3-TiC/Fe基金属陶瓷材料的吸水率和体积密度达到了最佳状态,分别为0.0310;和6.7770g/cm3,此时材料的耐磨性能得到提高.     

保温时间对合成轻质耐高温六铝酸钙材料性能的影响

采用钙质海砂和工业γ-氧化铝为原料,经球磨、成型和无压烧结等工艺原位反应制备了六铝酸钙轻质耐高温材料,利用XRD和SEM研究了产物的物相组成和显微形貌,探讨了保温时间对制备产物体积密度、显气孔率和常温抗折强度的影响.结果表明:当合成温度为1550℃,保温时间为3～6h时,产物主要为片状六铝酸钙;保温时间由3h增加至6h时,片状晶粒的厚度和尺寸增大,当保温6h时,晶体边缘已经开始出现熔融现象;试样体积密度先减小后增大;当保温时间为5h时,试样有较优的综合性能,其显气孔率、体积密度和抗折强度值分别为55.24;和1.67 g/cm3和7.06 MPa.     

利用长石原料制备发泡陶瓷

利用长石为主要原料制备发泡陶瓷,探究了不同实验条件(长石含量、发泡剂含量和烧结温度)对发泡陶瓷的影响.利用长石制备的发泡陶瓷具有优异隔热性能,其导热系数达0.13 W/(m·K),平均孔径为1.30 mm.泡孔之间的孔壁上分布有平均孔径小于100 μm的微孔,这种微孔与大孔分级分布的结构是其具有良好保温性能的关键原因.     

基于粉煤灰原料的β-Sialon粉体制备及其微波烧结性能

以粉煤灰为主要原料,采用碳热还原氮化法合成β-Sialon粉体,再以该粉体为主要原料,添加适量Y2 O3烧结助剂,利用微波无压烧结技术研究β-Sialon陶瓷的微波烧结行为.结果表明:活性炭与粉煤灰质量比值(m./mf)为0.43,氮气流量为0.5 L/min,合成温度为1450℃,保温6h条件下,获得显微形貌为粒状,z=2的β-Sialon粉体;在微波烧结温度为1500℃,保温时间为20 min条件下,获得试样的密度为2.86 g/cm3,相对密度为92.3;,HV0.5为1528.