原位合成(O'+β)-Sialon/莫来石复合材料

以粉煤灰和炭黑为原料,采用碳热还原氮化法原位合成了(O'+β)-Sialon/莫来石复合材料.通过XRD和SEM研究了配炭量对合成材料相组成和显微结构的影响,并分析了材料的生成过程.研究结果表明,增加配炭量有利于O'-Sialon和β-Sialon的生成;将粉煤灰与炭黑质量比为100/42和100/56的试样加热至13...     

原位合成(O'+β)-Sialon/莫来石复合材料

以粉煤灰和炭黑为原料,采用碳热还原氮化法原位合成了(O′+β)-Sialon/莫来石复合材料.通过XRD和SEM研究了配炭量对合成材料相组成和显微结构的影响,并分析了材料的生成过程.研究结果表明,增加配炭量有利于O′-Sialon和β-Sialon的生成;将粉煤灰与炭黑质量比为100/42和100/56的试样加热至1 350℃并保温6 h可以合成(O′+β)-Sialon/莫来石复合材料,且合成材料中O′-Sialon和β-Sialon多以粒状形式存在,平均粒径约为1μm;(O′+β)-Sialon/莫来石复合材料的生成过程包括O′-Sialon和β-Sialon的生成及O′-Sialon向β-Sialon的转化过程.     

高炉渣合成Ca€杸朣ialon€朣iC粉的热力学分析及工艺优化

在热力学分析的基础上，以高炉渣为原料，引入适当的添加剂，利用碳热还原－氮化的方法制备了Ca-α－Sialon-SiC粉，得到的Ca-α－Sialon含量最高可以达到81％；利用统计模式识别结合人工神经元网络优化了工艺。     

O‘—Sialon—ZrO2—SiC复合材料的合成势和学分析及其制备

在分析、绘制Ｓｉ－Ｏ－Ｎ三维立体参数状态图基础上,采用纯原料合成了Ｏ‘－Ｓｉａｌｏｎ－ＺｒＯ２－ＳｉＣ复合材料,对结果用ＸＺＲＤ、ＴＥＭ进行分析,验证热力深 可靠性,结果表明：Ｏ’－Ｓｉａｌｏｎ－ＺｒＯ２－ＳｉＣ复合材料中,主晶相Ｏ‘－Ｓｉａｌｏｎ彼此之间构成网络状态结构,ＺｒＯ２和ＳｉＣ颗粒弥散于编织状结构的孔隙中,起强化作用。     

Fe包覆Si3N4金属陶瓷相反应热力学分析

研究非均相沉淀-热还原法制备Fe包覆α-Si3N4复合粉末常压烧结界面反应特性,并进行热力学分析.研究结果表明:在1 600℃下烧结时,α-Si3N4部分转变为β-Si3N4,Fe相消失,转而生成FeSi化合物;在1700℃下烧结时,α-Si3N4基本转变为β-Si3N4,FeSi化合物消失,Fe相重新出现;在烧结过程中,FeSi化合物或Fe晶粒发生明显长大,呈圆球状分布在Si3N4晶粒之间,实验结果可通过热力学分析进行解释.     

高炉渣合成Ca-α-Sialon-SiC粉的热力学分析及工艺优化

在热力学分析的基础上，以高炉渣为原料，引入适当的添加剂，利用碳热还原－氮化的方法制备了Ｃａ－α－Ｓｉａｌｏｎ－ＳｉＣ粉，得到的Ｃａ－α－Ｓｉａｌｏｎ含量最高可以达到８１％；利用统计模式识别结合人工神经元网络优化了工艺．     

用粉煤灰合成不同组成的Sialon环境材料

以粉煤灰和炭黑为原料,采用碳热还原氮化法在1 350~1 550℃下保温6 h合成出不同组成的Sialon环境材料.研究了合成温度对材料相组成的影响,观察了其显微结构,并分析了粉煤灰的碳热还原氮化过程.研究结果表明:合成温度对材料的相组成影响显著;提高合成温度有利于莫来石的分解和Sialon的生成,通过控制加热温度可以合成不同组成的Sialon材料;1 350~1 400℃,1 450~1 500℃和1 550℃保温6 h可以分别合成(O′+β)-Sialon/莫来石、(X+β)-Sialon/刚玉和β-Sialon材料;在1 550℃下合成β-Sialon的平均粒径约为2~3μm.粉煤灰的碳...     

O'-Sialon-ZrO2-SiC复合材料的合成热力学分析及其制备

在分析、绘制Ｓｉ－Ｏ－Ｎ三维立体参数状态图基础上,采用纯原料合成了Ｏ’－Ｓｉａｌｏｎ－ＺｒＯ２－ＳｉＣ复合材料．对实验结果用ＸＲＤ、ＴＥＭ进行分析,验证热力学分析的可靠性．结果表明,Ｏ’－Ｓｉａ－ｌｏｎ－ＺｒＯ２－ＳｉＣ复合材料中,主晶相Ｏ’－Ｓｉａｌｏｎ彼此之间构成网络状结构,ＺｒＯ２和ＳｉＣ颗粒弥散于编织状结构的孔隙中,起强化作用     

反应合成Fe/Al2O3复合材料热力学

运用CALPHAD技术,基于多组元多相复杂平衡体系的吉布斯自由能最小化原理,用大型集成数据库FACT系统,考察了铝和氧化铁经典反应体系的热力学规律。针对材料的反应合成技术,以铝和氧化铁为研究体系,计算过程考虑了化学计量铝和氧化铁体系以及各种产物中物种的相变情况;分析了原料初始温度、配料比对绝热温度和平衡组成的影响;特别地,考察了添加不同数量SiO2时的情况。随着信息技术在材料科学中应用的日益重要,归纳了＂计算材料工程＂概念的要点,对合成新材料具有一定的指导意义。     

复合材料天线罩水压疲劳寿命分析及验证

根据耐压复合材料疲劳破坏特性和材料力学性能,开展了天线罩强度分析和寿命预测,结合天线罩实际使用环境编制载荷谱,提出并实施有关疲劳寿命安全校核试验验证,结果满足设计使用要求。     

Thermodynamic analysis of the carbothermic reduction of a high-phosphorus oolitic iron ore by FactSage

A thermodynamic analysis of the carbothermic reduction of high-phosphorus oolitic iron ore (HPOIO) was conducted by the FactSage thermochemical software. The effects of temperature, C/O ratio, additive types, and dosages both on the reduction of fluorapatite and the formation of liquid slag were studied. The results show that the minimum thermodynamic reduction temperature of fluorapatite by carbon decreases to about 850°C, which is mainly ascribed to the presence of SiO₂, Al₂O₃, and Fe. The reduction rate of fluorapatite increases and the amount of liquid slag decreases with the rise of C/O ratio. The reduction of fluorapatite is hindered by the addition of CaO and Na₂CO₃, thereby allowing the selective reduction of iron oxides upon controlled C/O ratio. The thermodynamic results obtain in the present work are in good agreement with the experimental results available in the literatures.     

纳米贝氏体的热力学分析及强韧化研究

针对目前高碳高硅低温贝氏体(纳米结构贝氏体)相变速度缓慢的现状,采用贝氏体相变热力学理论分析主要合金元素对低温贝氏体相变驱动力的影响,设计了新型纳米结构贝氏体钢成分0.83C-2.44Si-0.43Mn-0.73Al.利用膨胀仪研究该成分贝氏体钢在不同温度下的相变整体动力学,综合使用扫描电子显微镜、X射线衍射、电子背散射衍射等方法研究热处理工艺对实验钢组织和力学性能的影响.结果表明,350益等温转变贝氏体的抗拉强度为1401 MPa,延伸率为42.21%,强塑积可达59136 MPa·%,在室温拉伸过程中发生明显的相变诱导塑性效应;230益等温转变组织中贝氏体铁素体片层厚度小于100 nm,抗拉强度达2169 MPa.     

高岭土碳热还原氮化制备Sialon粉末的反应过程研究

以高岭土为原料，采用碳热还原氮化法合成了Sialon粉末．通过对产物物相组成分析，探讨了合成Sialon粉末的反应过程，并对可能发生的不利于Sialon粉末合成的部分反应进行了热力学分析．研究表明：反应条件对产物组成有显著影响．氮气流量小，产物中有SiC生成；反应温度低、时间短将有莫来石相存在；温度过高或时间太长则产生A1N多型体和Si3N4相；只有足够的氮气流量、适宜的温度和反应时间才有利于Sialon的合成．     

从高铅碲渣中浸出碲的热力学分析及实验

通过对Te（Ⅳ）-Pb（Ⅱ）-Sn（Ⅱ）-Cu（Ⅱ）-As（Ⅲ）-H2O系热力学分析和计算，得到溶液中Te（Ⅳ），Pb（Ⅱ），Sn（Ⅱ），Cu（Ⅱ）和As（Ⅲ）浓度与溶液pH值的关系。热力学分析结果表明：可以采用酸浸方法从高铅碲渣中提取碲。并通过硫酸浸出高铅碲渣中碲的条件实验验证了热力学分析的结果。采用硫酸浸取高铅碲渣可以获得铅含量低于0.06％的粗TeO2，硫酸浸含铅高的碲渣较氢氧化钠浸出具有明显的优势。实验所得较为适宜的硫酸浸出条件是：硫酸浓度为3mol／L，液固比为6：1，原料粒度为0.125～0.074mm，浸出时间为180min，酸浸温度为80℃，搅拌浆转速为300r／min，在此条件下碲的浸出率可达86％。     

碳还原粉煤灰制备SiC/Al2 O3系复合材料

在氩气气氛下,以粉煤灰为原料,石墨为还原剂,研究碳还原粉煤灰制备SiC/Al2 O3系复合材料的反应过程,并探索其制备的工艺条件.利用X射线衍射分析还原产物的物相变化规律,使用扫描电镜和能谱仪观察复合材料的微观结构.结果表明：在1673 K粉煤灰中石英相与碳反应生碳化硅,1773 K莫来石相基本分解完全.随着反应温度的升高,生成碳化硅和氧化铝含量增加,较合适的温度条件为1773~1873 K;保温时间的延长,有利于碳化硅和氧化铝的生成,较好的保温时间为3~4 h;增加配碳量对碳化硅和氧化铝的生成有促进作用,较合适的C/Si摩尔比为4~5.在制备出的SiC/Al2 O3复合材料中碳化硅在产物中分散较为均匀,并且粒度小于20μm.     

还原气氛下Al2O3-SiC-Si3N4复相材料的反应烧结过程

以Si3N4，Al2O3，SiC及少量SiO2为原料，研究Al2O3-SiC-Si3N4复相材料在埋炭条件下的反应烧结过程，并借助SEM，EDX和XRD对其微观结构和物相变化进行了分析。研究结果表明，活性α-Al2O3和纳米SiO2能够促进Al2O3-SiC-Si3N4复相材料的烧结，体积密度提高，显气孔率降低，从而提高了强度，在复相材料的合成过程中，发现在高温下烧成的试样内有Sialon相和Si2N2O相生成。     

氧热法电石合成的反应平衡和热匹配分析

针对氧热法电石合成中吸热的生成反应和放热的碳燃烧反应耦合,从热力学角度对电石生成途径、反应化学计量平衡以及吸、放热反应热耦合进行了分析。结果表明:(1)电石由CaO+3C→CaC2+CO一步直接生成的可能性更大;(2)不同化学计量对应4种不同反应体系,各体系电石平衡转化率都随温度升高而升高,随压强增大而减小,电石与氧化钙发生副反应的转化率大致为随温度升高而先升后降;(3)反应热匹配量和匹配条件取决于电石生成反应物料处理量和电石纯度要求。电石生成反应与燃烧供热反应耦合于同一反应器是可行的。     

Synthesis of titanium oxycarbonitride by carbothermal reduction and nitridation of ilmenite with recycling of polyethylene terephthalate (PET)

An innovative and sustainable carbothermal reduction and nitridation (CTRN) process of ilmenite (FeTiO₃) using a mixture of polyethylene terephthalate (PET) and coal as the primary reductant under an H₂-N₂ atmosphere was proposed.The use of PET as an alternative source of carbon not only enhances the porosity of the pellets but also results in the separation of Fe from titanium oxycarbonitride (TiO_xC_yN_z) particles because of the differences in surface tension.The experiments were carried out at 1250℃ for 3 h using four different PET contents ranging from 25wt% to 100wt% in the reductant.X-ray diffraction (XRD),scanning electron microscopy (SEM) in conjunction with energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDX),and LECO elemental analysis were used to study the phases and microstructures of the reduced samples.In the case of 75wt% PET,iron distinctly separated from the synthesized TiO_xC_yN_z phase.With increasing PET content in the sample,the reduction and nitridation rates substantially increased.The synthesis of an oxycarbonitride with stoichiometry of TiO_0.02C_0.13N_0.85 with minimal intermediate titanium sub-oxides was achieved.The results also showed that the iron particles formed from CTRN of FeTiO₃ exhibited a spherical morphology,which is conducive for Fe removal via the Becher process.