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氮化硅结合碳化硅匣钵在合成锂离子三元正极材料上的应用

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中国陶瓷 2024年第12期60卷 25-30页

作者：王建波郑翰相宇博曹会彦中钢集团洛阳耐火材料研究院有限公司先进耐火材料国家重点实验室洛阳471039

介绍了氮化硅结合碳化硅匣钵在合成高镍三元正极材料NCM811材料服役78次的使用效果、下线原因、理化指标变化、抗侵蚀情况。结果表明:(1)氮化硅结合碳化硅匣钵在NCM811辊道中循环服役78次后,因侧壁裂纹的产生及伸展导致其下线;(2)氮化... 详细信息

介绍了氮化硅结合碳化硅匣钵在合成高镍三元正极材料NCM811材料服役78次的使用效果、下线原因、理化指标变化、抗侵蚀情况。结果表明:(1)氮化硅结合碳化硅匣钵在NCM811辊道中循环服役78次后,因侧壁裂纹的产生及伸展导致其下线;(2)氮化硅结合碳化硅匣钵在服役过程中展示出良好的抗侵蚀性,表面生成连续、稳定的反应层使得该材质匣钵不会出现掉皮、掉渣现象;(3)反应产物主要为Li4SiO4,反应层厚度为500~700μm,TOF-SIMS检测结果表明Li元素主要富集在距离表面200μm以内区域。

关键词：氮化硅结合碳化硅匣钵三元正极材料抗侵蚀性 TOF-SIMS

酚醛/环氧树脂凝胶注模成型制备反应烧结碳化硅

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耐火材料 2024年第4期58卷 329-333页

作者：凌厦厦相宇博郑翰吴吉光中钢集团洛阳耐火材料研究院有限公司河南洛阳471039

为了探究一种低成本、环保的反应烧结碳化硅材料成型方法,以SiC细粉和微粉、酚醛树脂和环氧树脂为主要原料,四甲基氢氧化铵为分散剂,配制固相质量分数为55%,酚醛树脂质量分数分别为13.5%、18%、22.5%及27%的SiC陶瓷泥浆,采用凝胶注模成... 详细信息

为了探究一种低成本、环保的反应烧结碳化硅材料成型方法,以SiC细粉和微粉、酚醛树脂和环氧树脂为主要原料,四甲基氢氧化铵为分散剂,配制固相质量分数为55%,酚醛树脂质量分数分别为13.5%、18%、22.5%及27%的SiC陶瓷泥浆,采用凝胶注模成型制成坯体,坯体经固化、800℃保温2 h热处理后,在真空条件下1760℃保温3 h制备反应烧结碳化硅材料。研究了坯体的固化机制及酚醛树脂加入量对试样显微结构、物相组成和物理性能的影响。结果表明:1)坯体固化机制为酚醛/环氧树脂中羟甲基与芳环的邻对位氢发生缩合反应交联,形成了较高强度的结合网络。2)随着酚醛树脂加入量的增加,树脂体系裂解残碳与熔融硅反应,烧后试样的常温抗折强度先增加然后降低。当酚醛树脂加入量为18%(w)时,烧后试样常温抗折强度最高,为79.9 MPa,此时试样的显气孔率和体积密度分别为1.1%、2.88 g·cm^(-3)。

关键词：反应烧结碳化硅凝胶注模酚醛树脂环氧树脂

β-SiAlON结合氧化铝空心球隔热制品的制备及应用

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耐火材料 2023年第4期57卷 356-359页

作者：朱冲吴吉光张新华相宇博王文武中钢集团洛阳耐火材料研究院有限公司、先进耐火材料国家重点实验室河南洛阳471039

为提高氮化炉的使用寿命,以氧化铝空心球、Si粉、Al粉、Al_(2)O_(3)细粉和微粉等为主要原料,经1450℃保温10 h氮化反应制备了结合相β-SiAlON含量约30%(w)的氧化铝空心球隔热制品,测试了理化性能,分析了物相组成和显微结构。分析表明,β... 详细信息

为提高氮化炉的使用寿命,以氧化铝空心球、Si粉、Al粉、Al_(2)O_(3)细粉和微粉等为主要原料,经1450℃保温10 h氮化反应制备了结合相β-SiAlON含量约30%(w)的氧化铝空心球隔热制品,测试了理化性能,分析了物相组成和显微结构。分析表明,β-SiAlON结合氧化铝空心球材料中的β-SiAlON主要为细长的纤维状晶体,1350℃时的高温抗折强度显著高于常温抗折强度,荷重软化温度高,抗热震性优良。将该材料用于5 m^(3)间歇式电加热氮化炉工作衬,使用寿命超过2.5 a,使用炉次超过130炉,明显高于莫来石结合氧化铝空心球制品的100炉。

关键词：氧化铝空心球隔热制品 β-SiAlON 莫来石氮化炉抗折强度

双钙钛矿氧化物Sr_2FeMoO_6的微结构及磁性能

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功能材料 2016年第7期47卷 7130-7134页

作者：王玉平杨新伟相宇博刘雯慧李金兰胡艳春新乡学院物理与电子工程学院河南新乡453000 河南师范大学物理与电子工程学院河南新乡453007

采用传统高温固相反应法和溶胶-凝胶法制备了样品Sr_2FeMoO_6,分别记为1和2#样品。X射线衍射结果表明两种方法制备的样品均为单相,四方晶系,空间群为I4/m。在烧结温度和烧结时间等同的条件下,2#样品的Fe/Mo有序度比1#样品的有序度要高,... 详细信息

采用传统高温固相反应法和溶胶-凝胶法制备了样品Sr_2FeMoO_6,分别记为1和2#样品。X射线衍射结果表明两种方法制备的样品均为单相,四方晶系,空间群为I4/m。在烧结温度和烧结时间等同的条件下,2#样品的Fe/Mo有序度比1#样品的有序度要高,溶胶-凝胶法更易影响FeO6八面体结构,且该方法提升了FeO6八面体的对称性。1和2#样品在300K温度下的单胞磁矩分别为1.88和2.17μB,热扰动和反位缺陷是影响单胞磁矩的重要因素。

关键词： X射线衍射扫描电镜晶体结构磁性材料

BN微粉加入量对Si_(3)N_(4)-BN复合材料高温抗氧化性的影响

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耐火材料 2022年第6期56卷 495-498,504页

作者：牛世程吴吉光梁鹏鹏相宇博郑翰卜相娟罗天中钢集团洛阳耐火材料研究院有限公司先进耐火材料国家重点实验室河南洛阳471039

为探究BN微粉加入量对Si_(3)N_(4)-BN复合材料高温抗氧化性的影响,以Si粉、Si_(3)N_(4)粉、h-BN微粉为主要原料,采用反应烧结技术制备了BN微粉加入量(w)分别为0、12%、26%、41%的Si_(3)N_(4)-BN复合材料。在1 200℃、静态空气气氛下进行... 详细信息

为探究BN微粉加入量对Si_(3)N_(4)-BN复合材料高温抗氧化性的影响,以Si粉、Si_(3)N_(4)粉、h-BN微粉为主要原料,采用反应烧结技术制备了BN微粉加入量(w)分别为0、12%、26%、41%的Si_(3)N_(4)-BN复合材料。在1 200℃、静态空气气氛下进行2~20 h的氧化试验,检测了试样氧化前后的显气孔率、常温抗折强度、常温耐压强度,并进行XRD和SEM分析。结果表明:当BN微粉加入量为41%(w)时,反应烧结Si_(3)N_(4)-BN试样的抗氧化性能最优,显著优于反应烧结Si_(3)N_(4)试样;氧化产物形成的含B玻璃相在试样表面形成的致密保护层是复合材料具有优良抗氧化性能的关键因素。

关键词： Si_(3)N_(4) BN Si_(3)N_(4)-BN复合材料反应烧结抗氧化性

高硅含量Si/SiC材料显微特征与力学性能研究

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材料导报 2024年第S1期38卷 115-118页

作者：相宇博郑翰马昭阳马渭奎张志华曹会彦吴吉光中钢集团洛阳耐火材料研究院有限公司先进耐火材料国家重点实验室河南洛阳471003

以α-SiC粉、炭黑、鳞片石墨和酚醛树脂为主要原料,采用等静压成型方式结合反应烧结工艺制备得到高硅含量的Si/SiC材料。基于颗粒级配原料,研究了不同碳源引入方式对Si/SiC材料的物相组成、微观形貌、主要物理性能的影响规律及调控机制... 详细信息

以α-SiC粉、炭黑、鳞片石墨和酚醛树脂为主要原料,采用等静压成型方式结合反应烧结工艺制备得到高硅含量的Si/SiC材料。基于颗粒级配原料,研究了不同碳源引入方式对Si/SiC材料的物相组成、微观形貌、主要物理性能的影响规律及调控机制。研究表明,经1700℃反应烧结后,高硅含量(不低于25%)的Si/SiC材料的物相主要为α-SiC、β-SiC和Si。在制备碳/碳化硅坯体时,石墨与酚醛树脂复合能使碳源更均匀地分散在坯体中,增加坯体的致密度;在反应烧结时,石墨和树脂残碳与硅反应产生的膨胀效应使多孔坯体孔径尺寸降低,优化游离Si的分布。含8%树脂和1%石墨的反应烧结得到的高硅含量Si/SiC材料的体积密度为2.97 g/cm^(3),常温摩擦系数为0.335,抗弯强度为206 MPa。

关键词：硅/碳化硅材料显微组织耐磨性抗弯强度

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匣钵材料抗氢氧化锂侵蚀性研究

耐火材料 2023年第2期57卷 125-130页

作者：郑翰马昭阳曹会彦万龙刚相宇博钱凡吴吉光中钢集团洛阳耐火材料研究院有限公司先进耐火材料国家重点实验室河南洛阳471039

为寻找抗碱性强且满足三元正极材料烧结使用的匣钵材料,将LiOH·6H_(2)O分别置于重结晶SiC、β-SiC结合SiC质匣钵材料上,在氧气气氛下经780℃保温20 h进行侵蚀试验,并与市售的堇青石-莫来石质匣钵材料做对比,采用SEM及XRD分析了3种材料... 详细信息

为寻找抗碱性强且满足三元正极材料烧结使用的匣钵材料,将LiOH·6H_(2)O分别置于重结晶SiC、β-SiC结合SiC质匣钵材料上,在氧气气氛下经780℃保温20 h进行侵蚀试验,并与市售的堇青石-莫来石质匣钵材料做对比,采用SEM及XRD分析了3种材料的显微结构与物相组成。结果表明:1)β-SiC结合SiC材料经侵蚀后表面生成了一层厚度为4.2 mm的反应层;重结晶SiC材料表面没有明显的反应层;堇青石-莫来石材料表面变得凹凸不平,表面以下生成深度约1.8 mm的反应层。2)匣钵材料的致密性会显著影响Li_(2)O的渗透深度;β-SiC结合SiC材料较为致密,Li_(2)O渗透深度浅,反应所伴随的体积膨胀效应严重改变了材料的表面结构。3)重结晶SiC材料显气孔率及孔径均大于β-SiC结合SiC材料的,Li_(2)O更容易渗透进入重结晶SiC材料内部,在内部孔隙中生成Li_(2)SiO_(3),但重结晶SiC材料的整体结构未受到明显影响。

关键词：三元正极材料氢氧化锂堇青石-莫来石重结晶SiC β-SiC结合SiC 抗侵蚀性

欧冶炉竖炉围管用Si_(3)N_(4)结合SiC砖的损毁分析

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耐火材料 2024年第6期58卷 513-516页

作者：赵馨雨杨文刚穆元冬田果吴吉光相宇博叶国田郑州大学材料科学与工程学院河南郑州450001 中钢集团洛阳耐火材料研究院有限公司先进耐火材料国家重点实验室河南洛阳471039 新疆八一钢铁股份有限公司炼铁厂新疆乌鲁木齐830022

为了解欧冶炉还原竖炉围管用Si_(3)N_(4)结合SiC砖的损毁情况,对使用了两年的Si_(3)N_(4)结合SiC砖进行取样,针对用后砖试样的外观、物相组成、显微结构、元素组成等进行了分析研究。结果表明:1)用后砖有明显的蚀损情况,蚀损面粗糙,蚀... 详细信息

为了解欧冶炉还原竖炉围管用Si_(3)N_(4)结合SiC砖的损毁情况,对使用了两年的Si_(3)N_(4)结合SiC砖进行取样,针对用后砖试样的外观、物相组成、显微结构、元素组成等进行了分析研究。结果表明:1)用后砖有明显的蚀损情况,蚀损面粗糙,蚀损率达50%;2)用后砖的体积密度下降,显气孔率降低,氧化程度随着距工作面距离的增大而减弱;3)Si_(3)N_(4)结合SiC砖被欧冶炉中的气体氧化,反应生成SiO_(2),不适宜作为竖炉围管的炉衬材料。

关键词：欧冶炉 Si_(3)N_(4)结合SiC砖氧化损毁

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吊顶窑用α-SiC结合SiC拱顶砖的服役行为研究

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耐火材料 2023年第3期57卷 231-235页

作者：董建存万龙刚郑翰相宇博张新华马昭阳王建波吴吉光中钢集团洛阳耐火材料研究院有限公司河南洛阳471039

为解决燃气吊顶窑拱顶用耐火材料的污染和膨胀问题,以碳化硅颗粒和细粉为主要原料,水溶性树脂为结合剂,依次按三者质量比为65∶35∶4.5配料,机压成型为240 mm×170 mm×140 mm的坯体,在2400℃真空条件下保温3 h制备了α-SiC结合SiC砖。... 详细信息

为解决燃气吊顶窑拱顶用耐火材料的污染和膨胀问题,以碳化硅颗粒和细粉为主要原料,水溶性树脂为结合剂,依次按三者质量比为65∶35∶4.5配料,机压成型为240 mm×170 mm×140 mm的坯体,在2400℃真空条件下保温3 h制备了α-SiC结合SiC砖。将该砖用于国内某氧化铝陶瓷棍棒公司的燃气吊顶窑拱顶,累计使用46窑次(合计276 h)后,该砖断裂严重。为此,对用后砖进行取样,借助热力学分析,检测了其距热面不同距离处的性能,分析物相组成和显微结构,并与原砖进行对比。结果表明:1)用后α-SiC结合SiC砖比原砖的显气孔率降低,体积密度增大,因为用后砖中生成了12%~14.2%(w)的方石英,由α-SiC结合转变为方石英结合,气孔孔径变小。2)用后砖与原砖比,常温抗折强度和荷重软化开始温度变化不大,推测材料断裂不是自身力学性能失效所致,而是因温度升降而频繁受到剪切力引起。

关键词：吊顶窑拱顶碳化硅砖 α-SiC 氧化服役行为