β-SiAlON结合刚玉复合材料的热震-氧化行为研究 被引量：1

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作者 田学坤 文钰斌 +3 位作者 凌永一 王珍 杨金松 刘新红 《耐火材料》 CAS 北大核心 2021年第5期417-422,共6页

以板状刚玉颗粒和细粉、Al_(2)O_(3)微粉、Si粉和Al粉为原料,以酚醛树脂为结合剂,在流通氮气中于1450℃保温72 h制备了β-SiAlON结合刚玉复合材料试样。研究了不同温度(900~1300℃)下热震以及热震循环次数对试样氧化行为的影响。结果表... 以板状刚玉颗粒和细粉、Al_(2)O_(3)微粉、Si粉和Al粉为原料,以酚醛树脂为结合剂,在流通氮气中于1450℃保温72 h制备了β-SiAlON结合刚玉复合材料试样。研究了不同温度(900~1300℃)下热震以及热震循环次数对试样氧化行为的影响。结果表明:与无热震条件下相比,热震作用下试样在不同温度下氧化后的质量增加率明显增加。随热震循环次数的增加,氧化后试样的质量增加率增加,表明热震使得材料的氧化加剧。热震作用下试样氧化加剧的原因在于:无热震时β-SiAlON氧化后在试样表面形成致密氧化保护膜,可阻止氧气进入内部;而热震可使试样表面的氧化保护膜破裂,产生较多微裂纹,为氧气进入试样内部提供通道,进而加速材料氧化。 展开更多

关键词 β-sialon结合刚玉复合材料 热震-氧化 质量增加率 物相组成 显微结构

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矾土基β-SiAlON结合刚玉复合材料抗氧化性能研究 被引量：3

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作者 张海军 刘战杰 钟香崇 《耐火材料》 CAS 北大核心 2005年第2期89-93,共5页

研究了1250～1350℃间矾土基β-SiAlON结合刚玉复合材料的氧化行为,并与氧化铝基β-SiAlON结合刚玉复合材料的氧化行为进行了对比.结果表明,1250℃以上,矾土基β-SiAlON结合刚玉复合材料的抗氧化性能优于氧化铝基β-SiAlON结合刚玉复合... 研究了1250～1350℃间矾土基β-SiAlON结合刚玉复合材料的氧化行为,并与氧化铝基β-SiAlON结合刚玉复合材料的氧化行为进行了对比.结果表明,1250℃以上,矾土基β-SiAlON结合刚玉复合材料的抗氧化性能优于氧化铝基β-SiAlON结合刚玉复合材料的,材料的氧化属保护型,氧化后表面组成为莫来石和SiO2.建立了该材料氧化前期、中期、后期的动力学模型,表征了其氧化过程,与试验结果基本相符. 展开更多

关键词 β-sialon 复合材料 矾土基 刚玉 性能研究 氧化行为 氧化铝基 抗氧化性能 动力学模型 SIO2 表面组成 氧化过程 试验结果 保护型 莫来石

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矾土基β-SiAlON结合刚玉-碳化硅复合材料的制备及性能 被引量：4

3

作者 韩波 张海军 钟香崇 《耐火材料》 CAS 北大核心 2006年第4期265-268,共4页

采用电熔刚玉(≤0.088mm、≤1mm和3～1mm三种粒度)、碳化硅颗粒(3～1mm)、Al2O3微粉、高铝矾土粉、Al粉和Si粉为原料,通过1500℃5h氮化反应制备了矾土基βSiAlON(z设计值为2)结合刚玉-碳化硅复合材料,研究了碳化硅颗粒加入量(分别为0、... 采用电熔刚玉(≤0.088mm、≤1mm和3～1mm三种粒度)、碳化硅颗粒(3～1mm)、Al2O3微粉、高铝矾土粉、Al粉和Si粉为原料,通过1500℃5h氮化反应制备了矾土基βSiAlON(z设计值为2)结合刚玉-碳化硅复合材料,研究了碳化硅颗粒加入量(分别为0、10%、20%、30%、40%)、Al2O3微粉加入量(分别为0、1%、3%、5%、7%)和βSiAlON理论生成量(分别为15%、20%和25%)对复合材料密度、显气孔率和常温强度的影响,以及不同βSiAlON理论生成量试样的热态抗折强度与温度(400～1400℃)的关系,并借助于XRD、SEM和EDS对复合材料进行了相组成和显微结构分析。结果表明:(1)随碳化硅颗粒加入量的增加,复合材料的体积密度下降,显气孔率和常温强度增加,加入30%碳化硅颗粒时,材料的综合性能较好。(2)随Al2O3微粉加入量的增加,复合材料的体积密度增加,显气孔率下降,其加入量以3%为宜。(3)复合材料的热态抗折强度随温度升高而增加,在1000℃时达到最高值;1000℃以后,强度下降,但在1400℃,βSiAlON理论生成量为20%和25%的矾土基βSiAlON结合刚玉-碳化硅复合材料的强度仍高于其常温时的强度。其原因是互相交错的柱状βSiAlON结合相填充在刚玉和SiC骨架的空隙中,起到了增强、增韧的作用。 展开更多

关键词 矾土 β-sialon 刚玉 碳化硅 复合材料 高温强度

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矾土基β-Sialon结合刚玉-碳化硅复合材料抗冰晶石侵蚀性能的研究 被引量：4

4

作者 韩波 张海军 钟香崇 《硅酸盐通报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第4期680-684,共5页

采用静态坩埚法研究了矾土基β-Sialon结合刚玉-碳化硅复合材料在1000℃下的抗冰晶石侵蚀性能。结果表明:复合材料侵蚀量较少,侵蚀层厚度约1mm,侵蚀产物为NaAlSiO_4;渗透层深度约6mm,渗透速率随β-Sialon含量的增加而减小。复合材料渗... 采用静态坩埚法研究了矾土基β-Sialon结合刚玉-碳化硅复合材料在1000℃下的抗冰晶石侵蚀性能。结果表明:复合材料侵蚀量较少,侵蚀层厚度约1mm,侵蚀产物为NaAlSiO_4;渗透层深度约6mm,渗透速率随β-Sialon含量的增加而减小。复合材料渗透界面的分形维数值介于1.1～1.23之间,随Sialon含量的增加而减小。 展开更多

关键词 矾土基β-sialon结合刚玉-碳化硅 复合材料 冰晶石 抗侵蚀性能 分形

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矾土基β-SiAlON结合刚玉-碳化硅复合材料抗氧化性能的研究 被引量：3

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作者 韩波 张海军 钟香崇 《耐火材料》 EI CAS 北大核心 2007年第3期168-171,共4页

研究了矾土基β-SiAlON(质量分数分别为15%、20%和25%)结合刚玉-碳化硅复合材料在1100～1300℃间的氧化行为。结果表明:复合材料具有较好的抗氧化性能,其氧化属保护型氧化,原因在于氧化后试样的表面存在着非晶质薄层,在非晶质薄层下又... 研究了矾土基β-SiAlON(质量分数分别为15%、20%和25%)结合刚玉-碳化硅复合材料在1100～1300℃间的氧化行为。结果表明:复合材料具有较好的抗氧化性能,其氧化属保护型氧化,原因在于氧化后试样的表面存在着非晶质薄层,在非晶质薄层下又有一氧化致密层,阻止、减缓了O2向复合材料内部的进一步扩散;氧化层中的物相主要为β-SiAlON、碳化硅氧化后生成的莫来石和方石英;在氧化后期,复合材料的表观氧化活化能基本随着β-SiAlON含量的增加而增大,β-SiAlON含量为25%的复合材料的表观氧化活化能高达9586kJ.mol-1。 展开更多

关键词 矾土 β-sialon 刚玉 碳化硅 复合材料 抗氧化性

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β-SiAlON-TiN结合刚玉复合材料的高温力学性能 被引量：1

6

作者 赵芳 李素平 钟香崇 《耐火材料》 EI CAS 北大核心 2005年第6期429-431,共3页

设定β-SiAlON 的z值为3,采用铝热还原氮化TiO2合成TiN,调整TiO2加入量分别为0、5%、10%、15%,在1500 ℃保温5 h氮化反应烧结制备出TiN含量分别为0、4%、8%、12%的β-SiAlON-TiN结合刚玉复合材料,并研究了此复合材料的热态抗折强度(400... 设定β-SiAlON 的z值为3,采用铝热还原氮化TiO2合成TiN,调整TiO2加入量分别为0、5%、10%、15%,在1500 ℃保温5 h氮化反应烧结制备出TiN含量分别为0、4%、8%、12%的β-SiAlON-TiN结合刚玉复合材料,并研究了此复合材料的热态抗折强度(400～1400 ℃)和不同温差下(ΔT=200～1350 ℃)水冷1次的抗热震性.结果表明:TiN的生成降低了材料的显气孔率,显著提高了材料的抗折强度,这是由于TiN的颗粒弥散增强作用,其中TiN含量为8%试样的热态抗折强度最高.β-SiAlON-TiN结合刚玉复合材料残余强度保持率(ΔT=1100 ℃)略低于β-SiAlON结合刚玉复合材料,但两者保持在同一水平(50%～60%). 展开更多

关键词 β-sialon-TiN结合刚玉 复合材料 热态抗折强度 抗热震性

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逐次回归分析法研究刚玉/β-Sialon复合材料粒度组成与烧结性能的关系 被引量：4

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作者 刘战杰 张海军 钟香崇 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期239-244,共6页

采用逐次回归方法对反应烧结制备的刚玉／β-Sialon复合材料进行了分析.研究了材料的体积密度、显气孔率及常温抗折强度与原料的颗粒配比之间的关系,得到了回归效果良好的数学模型,验证结果表明回归方程的预报与实验值相当接近,回归方... 采用逐次回归方法对反应烧结制备的刚玉／β-Sialon复合材料进行了分析.研究了材料的体积密度、显气孔率及常温抗折强度与原料的颗粒配比之间的关系,得到了回归效果良好的数学模型,验证结果表明回归方程的预报与实验值相当接近,回归方程可用于刚玉／β-Sialon复合材料常温物理性能的预报. 展开更多

关键词 β-sialon 刚玉 复合材料 反应烧结 逐次回归分析

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保温时间对β-Sialon结合镁铝尖晶石-碳材料的影响及其氧化动力学 被引量：4

8

作者 宋云飞 王少华 +4 位作者 邓承继 祝洪喜 刘建鹏 丁军 余超 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期495-501,共7页

以电熔尖晶石、Si粉和鳞片石墨为主要原料,木质磺酸钙溶液(1.25 g/mL)为成型结合剂,在氮气气氛下1450℃分别保温1、2、3和4 h原位生成β-Sialon结合Mg Al_2O_4-C材料,研究了保温时间对材料的物相组成、β-Sialon的显微结构及常规物理性... 以电熔尖晶石、Si粉和鳞片石墨为主要原料,木质磺酸钙溶液(1.25 g/mL)为成型结合剂,在氮气气氛下1450℃分别保温1、2、3和4 h原位生成β-Sialon结合Mg Al_2O_4-C材料,研究了保温时间对材料的物相组成、β-Sialon的显微结构及常规物理性能的影响,并对该复合材料进行氧化动力学研究。结果表明:当保温时间从1 h增加到4 h,试样的物相变化规律基本相同,Si单质相消失,完全转化为SiC、Si_3N_4和β-Sialon(Si_3Al_3O_3N5)。当保温时间为3 h时,生成的β-Sialon(Si3Al3O3N5)为完整圆柱状晶粒,尺寸分布均匀,交错成网络结构。随着保温时间的增加,试样内部产生较多的SiO气体,导致试样的显气孔率增加,体积密度下降,耐压强度和抗折强度先增加后下降,当保温时间为3 h时,耐压强度和抗折强度达到最大。氧化动力学研究表明,氧化过程随着时间的推移分为化学反应控制阶段、化学反应和扩散共同控制阶段及扩散控制三个阶段。 展开更多

关键词 β-sialon结合MgAl204-C复合材料 原位生成 保温时间 氧化动力学

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β-SiAlON结合刚玉砖的高温力学性能与显微结构 被引量：4

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作者 徐恩霞 张恒 钟香崇 《耐火材料》 CAS 北大核心 2008年第1期18-21,共4页

以常用的刚玉砖和低蠕变高铝砖作对比材料，研究了β-SiAION（包括氧化铝基β-SiAlON和矾土基。β-SiAION）结合刚玉砖的高温力学性能、显微结构特征和断裂特征。结果表明：（1）β-SiAION结合刚玉砖在1400℃时的抗折强度是刚玉砖和低... 以常用的刚玉砖和低蠕变高铝砖作对比材料，研究了β-SiAION（包括氧化铝基β-SiAlON和矾土基。β-SiAION）结合刚玉砖的高温力学性能、显微结构特征和断裂特征。结果表明：（1）β-SiAION结合刚玉砖在1400℃时的抗折强度是刚玉砖和低蠕变高铝砖的5倍以上，其塑性变形开始温度和粘滞流动开始温度都较刚玉砖和高铝砖的高200～300℃，在相同条件下，其高温蠕变变形率仅为低蠕变高铝砖的10％-20％；（2）在β-siAlON结合刚玉砖中，主晶相刚玉颗粒构成了砖体的骨架结构，原位生成的β-SiAlON晶体填充于刚玉颗粒的间隙中，与粒状刚玉结合紧密，这种结构特征增强了复合材料的高温力学性能；（3）在1400℃高温下，β-SiAlON结合刚玉砖的断裂方式是以穿颗粒断裂为主的混合断裂。 展开更多

关键词 β-sialon结合刚玉砖 高温力学性能 显微结构

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高温循环载荷作用下β-SiAlON结合刚玉砖的损伤行为

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作者 徐恩霞 张恒 钟香崇 《耐火材料》 CAS 北大核心 2008年第4期261-263,共3页

对-βSiAlON结合刚玉砖在0.5→5→0.5 MPa、0.8→8→0.8 MPa、1→10→1 MPa三种循环载荷作用下,从常温到1 500℃条件下的损伤行为进行了初步探索。结果表明：（1）在应力幅为5 MPa下,从常温到800℃,-βSiAlON结合刚玉砖的弹性模量不随... 对-βSiAlON结合刚玉砖在0.5→5→0.5 MPa、0.8→8→0.8 MPa、1→10→1 MPa三种循环载荷作用下,从常温到1 500℃条件下的损伤行为进行了初步探索。结果表明：（1）在应力幅为5 MPa下,从常温到800℃,-βSiAlON结合刚玉砖的弹性模量不随循环周次的增加而变化,属弹性变形范围;1 000～1 400℃弹性模量随循环周次增加逐渐增大,循环应力的作用不会加深材料的损伤;1 500℃时弹性模量随循环周次增加逐渐减小并最终断裂。（2）在1400℃,应力幅〈8 MPa时,-βSiAlON结合刚玉砖的弹性模量随循环周次增多而增大;应力幅提高到10 MPa时,出现弹性模量随循环周次增多而下降的性能弱化现象。 展开更多

关键词 β-sialon 结合刚玉砖 循环载荷 损伤行为

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高炉陶瓷杯用β-Sialon结合刚玉砖的研制 被引量：1

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作者 张莎莎 曲殿利 《冶金能源》 2011年第2期55-58,共4页

采用Si粉、Al粉、α-Al2O3粉、棕刚玉颗粒料和细粉、广西粘土等于1450℃保温3h,通氮气下氮化反应合成了β-Sialon,制备了β-Sialon结合刚玉砖。研究结果表明:目标Z值取2.75～3.00范围内可制备合成率较高的β-Sialon;氮化烧结温度在1500... 采用Si粉、Al粉、α-Al2O3粉、棕刚玉颗粒料和细粉、广西粘土等于1450℃保温3h,通氮气下氮化反应合成了β-Sialon,制备了β-Sialon结合刚玉砖。研究结果表明:目标Z值取2.75～3.00范围内可制备合成率较高的β-Sialon;氮化烧结温度在1500～1600℃,采用密封烧结时,广西粘土适合加入量在2%左右;当采用埋碳烧成时,广西粘土适合加入量在1%～1.5%,可以制成性能优良的高炉陶瓷杯砖。 展开更多

关键词 β-sialon结合 刚玉砖 烧结剂 高炉陶瓷杯

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