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Cr_2O_3含量对YAl_(1-x)Cr_xO_3红色料物相组成与显微结构的影响

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人工晶体学报 2008年第3期37卷 699-703页

作者：曹春娥洪琛郎莹宋福生余峰沈华荣熊春华卢希龙景德镇陶瓷学院景德镇333001

采用XRD、FESEM及EDS等多种分析方法,研究了Cr2O3含量对铬钇铝红(YAl1-xCrxO3)色料物相组成和显微结构的影响,探讨了Cr3+取代部分Al3+离子后,色料主晶相(YAlO3)、次晶相(Al2Y4O9)、残余相的变化及显微结构的不同。结果表明:随着Cr2O3含... 详细信息

采用XRD、FESEM及EDS等多种分析方法,研究了Cr2O3含量对铬钇铝红(YAl1-xCrxO3)色料物相组成和显微结构的影响,探讨了Cr3+取代部分Al3+离子后,色料主晶相(YAlO3)、次晶相(Al2Y4O9)、残余相的变化及显微结构的不同。结果表明:随着Cr2O3含量的增加,合成色料颗粒由圆粒状长成典型的钙钛矿型立方形晶体和由于畸变形成的类四方形晶体;立方和类四方形颗粒为主晶相,圆粒状颗粒中Y2O3含量比主晶相中的高;由于立方型向正方型的晶格畸变,晶胞参数有所改变;当x为0.05～0.13时,色料有最好的红度值,此时主晶相晶形完整,大小均匀,发育良好。

关键词：陶瓷色料钙钛矿型 Cr2O3含量物相组成显微结构

高温应力扰动下Al2O3-Si-C材料物相组成和显微结构演变研究

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高温应力扰动下Al2O3-Si-C材料物相组成和显微结构演变研究

作者：刘显刚郑州大学

学位级别：硕士

Al2O3-C材料因具有优良的抗热震性和抗侵蚀性而被广泛应用于冶金工业。在Al2O3-C材料中引入Si使其高温下生成SiC晶须可以弥补低碳材料降碳后抗热震性和抗侵蚀性差的问题。而SiC晶须的生成生长不仅与温度、气氛、催化剂等有关,可能应力... 详细信息

Al2O3-C材料因具有优良的抗热震性和抗侵蚀性而被广泛应用于冶金工业。在Al2O3-C材料中引入Si使其高温下生成SiC晶须可以弥补低碳材料降碳后抗热震性和抗侵蚀性差的问题。而SiC晶须的生成生长不仅与温度、气氛、催化剂等有关,可能应力也会对其产生影响。Al2O3-C材料在高温使用时会经受频繁的温度急变、物料的挤压,因此会受到不同应力的作用,应力易使材料产生微裂纹,从而改变材料内部气相浓度,可能会对SiC晶须的成核、生长等产生影响,进而影响材料的性能,截至目前还未见到有关应力对Al2O3-C材料中相关化学反应的影响研究。因此,本工作研究低碳Al2O3-C材料中Si在无应力和应力（热应力、压应力和热-压耦合应力）扰动下的反应规律及材料物相组成和显微结构演变,期望为低碳材料的应用提供理论依据,研究结果如下。无外加应力下,1200℃烧后试样脱碳层的Si反应生成SiO2,部分SiO2与Al2O3反应生成少量粒状的莫来石,并在脱碳层形成保护性玻璃膜。试样未脱碳层已有SiC晶须生成,SiC晶须主要通过气-固（VS）机制生成。随温度升高,试样中莫来石生成量增加、并发育长大成针棒状。未脱碳层Si的相对含量随温度升高而降低,且在1500℃下反应完全。而SiC的相对含量随温度升高而增加,1500℃下增至12%,但随温度升高SiC晶须数量有所降低,有SiC颗粒生成,因为随温度升高试样表面生成更多玻璃膜,阻碍O2进入试样内部,致使SiO（g）、CO（g）的浓度降低,SiC的生成除VS机制外,还有Si（s,l）与C（s）反应的固-固（SS）和液-固（LS）机制。热应力对Al2O3-C材料的组成和结构有明显影响。在热应力扰动下,1200℃烧后试样脱碳层中除生成粒状莫来石外、还有细小莫来石晶须生成。这是因为在热应力扰动下,试样表面产生了微裂纹,脱碳层中的Si与O2接触机会增加,SiO2生成量增加,有利于莫来石的生成和发育,且随温度升高莫来石发育长大。试样未脱碳层中SiC生成量随温度升高而增加,SiC晶须数量比无外加应力下增加,在材料中分布较广,并形成交织结构。1400～1500℃烧后试样未脱碳层中有微量O’-SiAlON生成,随热应力扰动次数增加,O’-SiAlON峰的强度略有增加。因为通过微裂纹进入试样内部的空气增加,内部的O2与C和Si反应生成CO和SiO,使试样内部CO、SiO和N2浓度增加,有利于SiC晶须和O’-SiAlON生成。但1500℃热应力扰动下,试样中增加较多微裂纹,可能使CO和SiO浓度过大,有较多SiC颗粒生成。压应力对Al2O3-C材料的组成和结构有一定影响。0.2 MPa压应力扰动下,1200℃烧后试样脱碳层中生成粒状和晶须状莫来石,且莫来石随温度升高生成量增加、发育长大。试样未脱碳层中的SiC生成量随温度升高而增加,但1500℃烧后仍残留微量Si,可能因为随温度升高试样表面生成更多玻璃膜,阻碍O2进入试样内部,且试样上下两端被压头封住,也降低了氧气进入试样的量,减缓了 Si的反应。但1400℃下随压应力增加,试样脱碳层中莫来石生成量增加,试样未脱碳层中Si的反应程度增加,试样中SiC晶须生成量增加;因为压应力增加致使试样产生微裂纹,试样中气相浓度增加。热-压应耦合力对Al2O3-C材料的组成和结构影响最大。热-压耦合应力促进了试样脱碳层中的莫来石和试样未脱碳层中的SiC晶须及O’-SiAlON的生成生长,其影响机理与单一热应力扰动下相同。但热-压耦合应力扰动下,1300℃烧后试样中即出现微弱的O’-SiAlON峰,比热应力扰动下生成温度低,且O’-SiAlON生成量随温度升高而有所增加。因为热-压耦合应力下试样产生较多微裂纹、且微裂纹宽化,试样内部SiO、CO和N2的浓度增加,有利于SiC晶须和O’-SiAlON的生成。

关键词： Al2O3-Si-C材料应力扰动莫来石 SiC 物相组成显微结构

TiO_(2)添加量对SiC多孔陶瓷物相组成及性能的影响

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耐火材料 2024年第2期58卷 93-98页

作者：邓承继贺锋梁一鸣李季高超慕孟武汉科技大学省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室湖北武汉430081 军事科学院国防工程研究院北京100039

为制备同时具有高气孔率和高强度的硅结合SiC多孔陶瓷,以α-SiC粉、单质Si粉及TiO_(2)粉为主要原料,在氩气气氛下经1400℃保温3 h制备SiC多孔陶瓷,探究TiO_(2)添加量(加入质量分数分别为0、2%、4%、8%)对材料物相组成、显微形貌、孔径... 详细信息

为制备同时具有高气孔率和高强度的硅结合SiC多孔陶瓷,以α-SiC粉、单质Si粉及TiO_(2)粉为主要原料,在氩气气氛下经1400℃保温3 h制备SiC多孔陶瓷,探究TiO_(2)添加量(加入质量分数分别为0、2%、4%、8%)对材料物相组成、显微形貌、孔径分布及主要物理性能的影响。结果表明:随TiO_(2)添加量的增加,单质Si的衍射峰逐渐消失,材料中检测到Ti_(3)O_(5)及TiSi_(2)物相,伴随着新相的生成,SiC颗粒间结合更加紧密,其显气孔率及平均孔径减小,力学性能显著提升。当TiO_(2)添加量为8%(w)时,材料具有优异的综合性能,其显气孔率、常温抗折强度及平均孔径分别为33.6%、29.6 MPa和0.27μm。

关键词：多孔SiC陶瓷 TiO_(2) 孔径分布物相组成力学性能

CVD碳化钨涂层物相组成、微观组织及生长机制研究

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CVD碳化钨涂层物相组成、微观组织及生长机制研究

作者：张慧聪北京理工大学

学位级别：硕士

本文采用常压化学气相沉积技术,以二甲醚(DME)作为碳源,六氟化钨(WF)作为钨源,氢气(H)作为还原剂在紫铜基体上制备了碳化钨涂层,基体涂层形状包括圆片状和六棱柱。在此基础上利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(T... 详细信息

本文采用常压化学气相沉积技术,以二甲醚(DME)作为碳源,六氟化钨(WF)作为钨源,氢气(H)作为还原剂在紫铜基体上制备了碳化钨涂层,基体涂层形状包括圆片状和六棱柱。在此基础上利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和纳米压痕仪(DSI)对涂层的物相组成、微观结构和显微硬度进行了分析表征,并对涂层的热力学和生长动力学进行研究,建立了涂层生长模型。主要研究成果如下:(1)二甲醚分压(P)对碳化钨涂层的物相组成、微观结构和生长速率影响显著。基体为圆片状时,随着P增大,基体表面反应所得C含量升高,过量C占据表面活性位置,导致自由活性位置数量降低,涂层的生长速率减小,物相与微观结构也发生变化:沉积温度为600℃时,当0物相为WC和W,微观组织为层状结构;当0.038×10Pa物相为WC和W,微观组织依旧为层状结构;当0.076×10Pa物相为WC和W,层状结构与纤维状组织同时存在;当0.163×10Pa物相为WC和W的涂层,具有较好的综合力学性能。P会影响涂层中WC和W的晶体学取向关系,进而影响涂层宏观性能。当0.038×10Pa相对含量逐渐降低,W相对含量升高;高P时C量较高,所形成的WC相对含量逐渐升高,W相对含量降低。其原因在于贫C时C的消耗和富C时C的积累。并且,当P继续提高到一定值,涂层生长过程中W由(100)择优转变为(110)择优。(4)在上述研究的基础上,以化学气相沉积钨的生长动力学模型为基础,考虑DME的吸附,得到了常压化学气相沉积碳化钨涂层的沉积速率随P的关系如下:(?)。(5)在六棱柱基体上进行沉积实验,当P为0.032×10Pa和0.044×10Pa时涂层物相分别为WC+W和WC+W,顶面W含量和沉积速率均低于侧面;当P为0.090×10Pa时涂层物相为WC+W,顶面W含量和沉积速率高于侧面。此现象印证了上述研究中P涂层对生长速率的影响规律。

关键词：化学气相沉积碳化钨物相组成微观结构生长机制

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不同工艺钢渣物相组成及其显微形貌研究

工业安全与环保 2015年第8期41卷 86-89页

作者：吴启帆包燕平林路徐国平程慧高黄毅辛彩萍北京科技大学钢铁冶金新技术国家重点实验室北京100083 中钢集团武汉安全环保研究院有限公司武汉430081 北京科技大学冶金工程研究院北京100083

利用XRF,XRD和SEM+EDS对转炉、电炉和LF精炼炉三种工艺钢渣的物相组成及其显微形貌进行研究。结果表明,转炉渣和电炉渣主要物相组成较为相似,为β-C2S、钙铁相以及RO相,但RO相的成分不同;LF精炼渣主要物相为γ-C2S、钙铝相以及RO相。转... 详细信息

利用XRF,XRD和SEM+EDS对转炉、电炉和LF精炼炉三种工艺钢渣的物相组成及其显微形貌进行研究。结果表明,转炉渣和电炉渣主要物相组成较为相似,为β-C2S、钙铁相以及RO相,但RO相的成分不同;LF精炼渣主要物相为γ-C2S、钙铝相以及RO相。转炉渣和LF精炼渣的钙硅相多呈圆形或不规则椭圆形,电炉渣的钙硅相多呈长板形状;转炉渣和电炉渣的钙铁相均以延伸的状态分布在其它物相之间,RO相主要分布在钙铁相内,无规则形状,尺寸大小不一;LF精炼渣的钙铝相以及含硫钙铝相也以连续延伸的无定形状态分布。

关键词：不同工艺钢渣物相组成显微结构

烧成温度对Al_2O_3/Ni复合材料的致密化、物相组成和显微结构的影响

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复合材料学报 2003年第2期20卷 58-63页

作者：李国军黄校先郭景坤陈大明北京航空材料研究院先进复合材料国防科技重点实验室北京100095 中国科学院上海硅酸盐研究所上海200050

　首先采用非均相沉淀合成出Ni包裹Al2O3粉体,然后热压烧结包裹粉体制备了Al2O3/Ni复合材料。本文作者主要研究了不同烧成温度对复合材料致密化、物相组成和显微结构的影响。结果表明:在1400℃保温1h,烧结体获得了最大相对密度,而致密度... 详细信息

　首先采用非均相沉淀合成出Ni包裹Al2O3粉体,然后热压烧结包裹粉体制备了Al2O3/Ni复合材料。本文作者主要研究了不同烧成温度对复合材料致密化、物相组成和显微结构的影响。结果表明:在1400℃保温1h,烧结体获得了最大相对密度,而致密度随Ni含量的增加反而降低;高于1350℃时,除Al2O3和Ni相外,在烧结体的表层生成一种由Al,Ni,O,C四种元素组成的新相;随着温度的升高,包裹层的纳米Ni颗粒聚合、长大,并退缩至三角晶界处,在适当的烧结温度(1400℃),少数小的纳米Ni颗粒被卷入Al2O3晶内,大的位于三角晶界,当烧成温度为1450℃时,不仅观察到Al2O3/Ni界面存在空隙,也发现了Al2O3晶粒异常长大现象。

关键词：包裹粉体 Al2O3/Ni复合材料烧成温度致密化物相组成显微结构

钦州坭兴陶的元素与物相组成分析及其热特性研究

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北部湾大学学报 2021年第2期36卷 19-25页

作者：石海信王荣健王廷革劳肇莹莫宇霞北部湾大学石油与化工学院广西钦州535011 广西钦州千秋陶业有限公司广西钦州535000

为了探讨钦州坭兴陶生产中的科学机理,运用扫描电镜-能谱仪(SEM-EDS)、X射线衍射仪(XRD)、热重-差示扫描量热仪(TGA-DSC)与热重-红外联用仪(TGA-FTIR)对坭兴陶泥料的元素成分、物相组成与热特性进行表征。结果表明,白泥与红泥均含有O、S... 详细信息

为了探讨钦州坭兴陶生产中的科学机理,运用扫描电镜-能谱仪(SEM-EDS)、X射线衍射仪(XRD)、热重-差示扫描量热仪(TGA-DSC)与热重-红外联用仪(TGA-FTIR)对坭兴陶泥料的元素成分、物相组成与热特性进行表征。结果表明,白泥与红泥均含有O、Si、Al、Fe、K、Mg、Ti、C和H等元素,红泥还含有Ca元素;白泥与红泥主要物相有石英SiO_(2),伊利石KAl_(3)Si_(3)O_(10)(OH)_(2)·nH_(2)O,高岭石Al_(2)O_(3)·2SiO_(2)·2H_(2)O,镁磁铁矿石Mg_(x)Fe_(3-x)O_(4),红泥还含有赤铁矿Fe_(2)O_(3)及方解石CaCO_(3);在25~1000℃N_(2)保护的煅烧温度,白泥与红泥热解主要经历了低温(25~160℃)脱水脱空气、中温(160~650℃)碳酸盐弱分解与晶型转变、高温段(650~1000℃)完全脱水及分解与玻化成陶等3个阶段。

关键词：坭兴陶元素成分物相组成热解机理

Al_2O_3-Si材料加热过程中物相组成和显微结构研究

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硅酸盐通报 2009年第6期28卷 1129-1133页

作者：刘新红叶方保谢娟娟钟香崇郑州大学高温材料研究所郑州450052

以电熔刚玉骨料和细粉为主要原料,引入5%～8%的Si粉,以纸浆废液为结合剂制备了Al2O3-Si材料。研究了Al2O3-Si材料埋碳加热(1000～1600℃)过程中物相组成和显微结构的变化。结果表明:1200℃烧后,Si开始与CO反应生成晶须状SiC,且晶须相互... 详细信息

以电熔刚玉骨料和细粉为主要原料,引入5%～8%的Si粉,以纸浆废液为结合剂制备了Al2O3-Si材料。研究了Al2O3-Si材料埋碳加热(1000～1600℃)过程中物相组成和显微结构的变化。结果表明:1200℃烧后,Si开始与CO反应生成晶须状SiC,且晶须相互交叉连锁。1300～1400℃烧后,SiC晶须生成量明显增加,且发育长大,形成交叉连锁的网络填充在刚玉骨架结构中。1400℃烧后试样中还出现少量O'-SiAlON晶体。1500～1600℃烧后,SiC晶体发育长大,呈枝杈状和弯曲状。1400～1500℃烧后残留Si已熔化,发生塑性变形,起助烧结作用。

关键词：刚玉 Si 物相组成显微结构

原料矿物组成对钙长石-莫来石复相材料物相形成过程的影响

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机械工程材料 2016年第6期40卷 37-41,64页

作者：严煌王玺堂王周福刘浩马妍武汉科技大学材料与冶金学院省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室武汉430081

采用不同矿物原料在不同煅烧温度（1 100-1 400℃）下原位合成制备了钙长石-莫来石复相材料,通过物相组成和显微结构分析研究了原料矿物组成对复相材料物相形成过程的影响。结果表明：采用石英（熔融石英或天然石英）、Ca（OH）2和α-Al... 详细信息

采用不同矿物原料在不同煅烧温度（1 100-1 400℃）下原位合成制备了钙长石-莫来石复相材料,通过物相组成和显微结构分析研究了原料矿物组成对复相材料物相形成过程的影响。结果表明：采用石英（熔融石英或天然石英）、Ca（OH）2和α-Al2O3为原料时,合成过程中首先生成硅灰石和钙黄长石,之后硅灰石再与刚玉和石英反应生成钙长石,莫来石则是在1 350℃由方石英和刚玉反应生成;而以硅灰石或铝酸钙,蓝晶石和苏州土天然铝硅系矿物为原料时,部分钙长石相由原料直接反应生成,莫来石通过二次莫来石化生成;1 400℃煅烧后不同原料合成的钙长石-莫来石试样中均含有莫来石相、钙长石相和少量刚玉相,尺寸较大的莫来石柱状晶体穿插在较细的钙长石晶粒之中。

关键词：钙长石-莫来石复相材料物相组成形成过程显微结构