- 付绿平;黄奥;顾华志;蒋鸿斌;张美杰;白晨;
高温工业炉衬耐火材料轻量化可大大降低工业窑炉能耗,对整个高温工业节能减排具有举足轻重的意义,也是目前国内外本领域所关注的重要课题,其关键在于形成大量微纳米封闭气孔。本文采用高温弹性模量、高温应力-应变等测试手段,首先对不同晶型纳米氧化铝的超塑性进行了对比研究;基于优势晶型纳米氧化铝超塑性,引入纳米铝溶胶,通过构建纳-微米双尺度烧结模型,制备了轻量刚玉材料。结果表明:与普通氧化铝微粉相比,纳米氧化铝表现出更好的高温超塑性,其中,纳米γ-Al_2O_3较为显著,其应变量为普通氧化铝微粉的3倍;引入纳米铝溶胶,发挥纳米氧化铝超塑性,可使材料闭口气孔率增加,体积密度降低,晶内气孔数量增加,制备出显气孔率较低、闭口气孔率较高、平均孔径较小的轻量微孔刚玉材料。
2018年01期 v.39 20-23页 [查看摘要][在线阅读][下载 1845K] [下载次数：285 ] |[引用频次：8 ] |[阅读次数：0 ] - 阳敦杰;陈斐;李君阳;张艳华;沈强;张联盟;
石榴石型结构的固态电解质Li_7La_3Zr-2O_(12)(LLZO)因其良好的力学性能、化学稳定性、高离子电导率等特点有着广阔的应用前景。Li_7La_3Zr-2O_(12)(LLZO)具有四方相和立方相两相,其中立方相比四方相有更高的离子电导率(~10~(-3) S/cm)。本文利用场助烧结的制备方法,通过在Li_7La_3Zr-2O_(12)(LLZO)体系中掺杂Al~(3+)来稳定立方相的生成,制备了高离子电导、高致密的立方相Li_7La_3Zr-2O_(12)(LLZO)电解质,探究了Al~(3+)在立方相LLZO中的存在形式。实验采用FESEM、XRD、NMR和交流阻抗等方法研究了固体电解质的表面形貌、物相、Al~(3+)的存在形式及离子电导率。实验结果表明,在1150℃烧结温度下,Al2O3含量为1.5wt.%时,LLZO在室温下具有最高的离子电导率5.7×10~(-4) S/cm,Al位于LLZO晶粒中取代四面体中的Li,且相对密度约为99.8%。
2018年01期 v.39 24-28页 [查看摘要][在线阅读][下载 1310K] [下载次数：466 ] |[引用频次：8 ] |[阅读次数：0 ] - 董伟霞;包启富;顾幸勇;王泽川;
以硝酸镨、正硅酸乙酯(TEOS)、八水氯氧化锆(ZrOCl_(2)·8H_(2)O)为原料,通过氢氧化钠调节pH值,采用溶剂热法制备镨锆黄前驱体,经过1050℃热处理后得到镨锆黄(Pr-ZrSiO_4)陶瓷颜料。采用XRD,粒度仪和色度仪等测试手段对样品进行性能表征。实验结果表明:随着溶液p H增加,在1050℃温度下煅烧所制备样品的黄度值b~*先增加后减小,由黄绿色-黄色-亮黄色-黄色-土黄色调转变,当pH=5时,所制备样品呈现出明亮的黄色调,其色饱和度值为:L~*=92.27、a~*=2.88,b~*=43.85。这主要是由于样品具有较高的结晶度、较小的中位径及较窄的粒径分布,对380-430nm的紫外光有强的吸收,从而使样品呈现出亮黄色调。
2018年01期 v.39 29-32页 [查看摘要][在线阅读][下载 1136K] [下载次数：164 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：0 ] - 段永胜;杨修春;
首次通过电化学阳极氧化钒箔,在混合盐电解液中合成出了钒氧化物纳米带。采用X射线衍射(XRD)、综合热分析(TG/DSC)和高分辨透射电子显微镜(HRTEM)等对产物的组成、结构和形貌进行了表征。钒氧化物纳米带的长度在0.5-3.0μm之间,宽度在20-50 nm之间,对水中Cu~(2+)的吸附率可以达到99.0%。
2018年01期 v.39 33-37页 [查看摘要][在线阅读][下载 1458K] [下载次数：71 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：0 ] - 顾静;夏德宏;敖雯青;齐照东;
由于钛渣熔体活泼的化学活性导致目前冶炼钛渣时无论采用何种材质的耐火材料,都会遭受严重损坏。为了延长钛渣熔分电炉炉衬的使用寿命,结合生产工艺的要求,本文设计了以镁碳砖为耐火材料工作层的部分冷凝式炉衬结构。分析计算了炉衬耐火材料与钛渣熔液发生化学侵蚀起始临界反应温度、镁碳材质炉衬温度梯度及热流密度,并给出了确定合理的钛渣渣壳层厚度的方法。目前钛渣熔分电炉的工业化应用仍处于探索阶段,强化换热的冷凝式炉衬结构的应用也处于起步阶段。在采用冷凝式炉衬的钛渣熔分电炉工业化试生产经验总结的基础上,提出了将来冷凝式炉衬技术的研究方向。
2018年01期 v.39 38-42页 [查看摘要][在线阅读][下载 1103K] [下载次数：224 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：0 ] - 胡学兵;丁文秀;张小珍;汪永清;周健儿;
以平均粒径为5μm的Al_2O_3粉为主要原料,采用注浆成型法,制备出膜支撑体。再结合浸渍法涂膜工艺,在上述膜支撑体上,采用Al_2O_3粉制备顶膜。为探究顶膜显微结构和渗透性能的可控制备工艺,实验考察了原料粒径对顶膜的厚度、孔径和水渗透通量的影响规律。实验结果表明:所制备的顶膜孔径分布窄,显微结构良好、均一无缺陷。采用不同粒径Al_2O_3粉制备的顶膜,其厚度可由18μm降低到11μm、最可几孔径则从120 nm减小到60 nm、水渗透通量由1894.60 L·m~(-2)·h~(-1)·bar~(-1)降低到1588.76 L·m~(-2)·h~(-1)·bar~(-1),从而实现了顶膜的显微结构和渗透性能的量化调控制备。
2018年01期 v.39 43-47页 [查看摘要][在线阅读][下载 1642K] [下载次数：175 ] |[引用频次：6 ] |[阅读次数：0 ] - 黄世娥;吴华忠;洪蕾;陈玲棋;
以单晶片状氧化铝为基材,采用液相沉积法将TiO_2包覆Al_2O_3制备银白珠光颜料。通过扫描电镜(SEM)、激光粒度仪、刮涂卡表征等检测方法,系统考察了包覆过程中反应pH值、钛液包覆率、反应温度、煅烧温度等参数对银白珠光颜料光泽性能的影响。实验结果表明:当体系pH值约为2,温度约为80℃,加料速度为0.6 g/min,钛液包覆率为30.5%,煅烧温度为800℃时制备TiO_2包覆Al_2O_3银白珠光颜料具有较好的光泽和白度。
2018年01期 v.39 48-52页 [查看摘要][在线阅读][下载 1729K] [下载次数：514 ] |[引用频次：9 ] |[阅读次数：1 ] - 李靖;曹译文;戴朝展;堵锡华;王绍荣;
以等摩尔比Ca(NO_3)_2·4H_2O和P25 TiO_2在550-700℃下得到系列CaTiO_3纳米粉,通过XRD、SEM、UV-vis和光电流测试合成样品的组成、结构和光电性质。实验结果表明,550℃的固相反应所得含有CaCO_3杂质、呈现出不规则颗粒状的CaTiO_3,700℃时可以制得片状、纯正交相的CaTiO_3。在60W日用紫外灯照射下,CaTiO_3光催化处理水中Cr(VI)和硝基苯均表现出催化活性,且光生空穴的氧化能力高于光生电子的还原能力。光电流测试显示600℃下反应10h所得CaTiO_3的光生载流子的分离效率最高,也具有最高的光催化活性。
2018年01期 v.39 53-58页 [查看摘要][在线阅读][下载 1884K] [下载次数：367 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：1 ] - 孙现凯;张世超;吴蔚;王广海;孙浩然;方凯;陈玉峰;
氧化铝纤维纸与石墨纸间隔设置,各层之间使用磷酸铝粘结形成氧化铝纤维/石墨复合层,进一步与氧化硅气凝胶粘结。将碳纤维布置于复合层的两面,使用碳纤维绳缝合成为一个整体,并在试样表面进行抗氧化处理。利用单面氧乙炔烧蚀法对制备得到的材料进行隔热性能测试,并使用扫描电镜观察复合材料表面、截面形貌,研究烧蚀过程中材料的微观组织演变。结果表明,控制试样表面温度为1600±50℃,持续时间为540秒时,复合材料冷面温度为80±10℃,试样整体无开裂分层现象。碳纤维直径变化较小,提高了氧化铝纤维层与石墨层Z向纤维体积分数及层间剪切性能。在热冲击考核过程中,抑制了分层损伤扩展,有效减缓了层间开裂,保证了隔热材料的结构整体性。
2018年01期 v.39 59-63页 [查看摘要][在线阅读][下载 1498K] [下载次数：1168 ] |[引用频次：24 ] |[阅读次数：0 ] - 谢巍杰;陈明伟;邱海鹏;张冰玉;关宏;王启明;
以三维四向编织方式的碳化硅纤维预制体为增强相,选用聚碳硅烷为先驱体浸渍剂,采用聚合物先驱体浸渍裂解工艺制备了SiC纤维增强SiC陶瓷基(SiC/SiC)复合材料,进而采用自主设计研制的陶瓷基复合材料高温面内剪切测试夹具对SiC/SiC复合材料进行高温面内剪切强度测试,分析研究了试样形状尺寸、加载速率、夹具材料等对SiC/SiC复合材料高温面内剪切强度测试结果的影响,并分析了夹具材料、测试环境等对测试夹具寿命的影响,最终优化确认出一套较优的针对SiC/SiC复合材料的高温面内剪切强度测试方法。
2018年01期 v.39 64-68页 [查看摘要][在线阅读][下载 1252K] [下载次数：557 ] |[引用频次：11 ] |[阅读次数：1 ] - 李景磊;王周福;王玺堂;刘浩;马妍;
以碳酸钡(BaCO_3)和氧化铝(Al_2O_3)为原料,研究了不同的热处理温度对合成铝酸钡产物的影响。并以合成的BaAl_2O_4为原料进行水化实验,研究了BaAl_2O_4的水化特性。通过XRD研究了合成产物的物相演变和水化产物的物相组成,通过TGDSC研究了BaCO_3和Al_2O_3在升温过程中的反应性和BaAl_2O_4水化产物的脱水性,并通过SEM观察了水化产物的微观形貌。结果表明,以BaCO_3和Al_2O_3为原料在1200℃下热处理3 h即可获得纯度很高的BaAl_2O_4,水化后产物的物相组成比较复杂且呈现出大量的柱状和针状结构。
2018年01期 v.39 69-72页 [查看摘要][在线阅读][下载 1329K] [下载次数：160 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：0 ] - 张丽萍;张丰庆;杨士菊;郭晓东;范素华;
用溶胶-凝胶法结合层层退火工艺制备出(1-x)Sr_2Bi_4Ti_5O_(18)-xBiFeO_3(SBFTi-x,x=0.1-0.4)系列薄膜,对样品进行分析研究,发现随着BFO取代量x的增加,SBFTi-x复合薄膜的铁电性能逐渐提高。当BiFO_3(BFO)的取代量为0.3,测试电场为931 KV/cm时,剩余极化强度2Pr=23.4μC/cm~2,矫顽场2Ec=28.0 KV/cm,漏电流密度较小。对薄膜样品的漏电流曲线进行线性拟合,发现当测试电场强度低于230KV/cm时,曲线的拟合斜率ɑ都接近于1,说明薄膜内部的漏电流导电机制是以欧姆传导(ɑ≈1)为主,而测试场强高于230 KV/cm时,其导电机制为FN隧道效应。
2018年01期 v.39 73-76页 [查看摘要][在线阅读][下载 1207K] [下载次数：108 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：0 ] - 赵旭;龚俊;宁会峰;丁桐桐;
UV固化3D打印陶瓷是采用光敏树脂、活性稀释剂、分散剂、光引发剂及各种助剂配制成可用于三维立体光刻成型的陶瓷浆料。UV固化陶瓷浆料的粘度和固含量在成型过程中起到决定性的作用。通过研究活性稀释剂对光敏树脂的稀释性和分散剂对纳米粉体在树脂体系中的分散性能优化了光固化陶瓷浆料的配方。得到了固含量40%以上满足工艺要求的陶瓷浆料,成功的采用该浆料进行打印并烧结。
2018年01期 v.39 77-81页 [查看摘要][在线阅读][下载 1564K] [下载次数：498 ] |[引用频次：16 ] |[阅读次数：0 ] - 郑扬帆;段红娟;张海军;田亮;
本文研究了外加剂种类对氧化镁水化反应的影响。通过水化试样热处理前后的质量变化来表征氧化镁的水化程度,采用X射线衍射仪(XRD)对水化产物物相进行表征,采用场发射场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)表征了水化产物的显微结构。结果表明:(1)加入氯化铵(NH_4Cl)和四水乙酸镁(Mg(CH_3COO)_2·4H_2O)加快了氧化镁的水化,使得浆体流动性下降,凝结时间变短;(2)加入酒石酸(C_4H_6O_6)能抑制氧化镁的水化,使得浆体的流动性较好,凝结时间较长。
2018年01期 v.39 82-85页 [查看摘要][在线阅读][下载 1257K] [下载次数：357 ] |[引用频次：11 ] |[阅读次数：0 ] - 周树兰;韩晓东;赵显;江向平;
本文采用密度泛函理论方法详细研究了Fe,Co和Ni对NaNbO_3电子结构及光催化性能的影响。结果表明,Fe,Co和Ni在NaNbO_3的禁带中引入了新的杂质能级,其在电子跃迁中具有桥梁作用从而使得电子吸收光线可红移至可见光区。另外,Co和Ni所引入的能级具有很强的分散性,其有利于电子的跃迁且能降低电子复合的几率从而提高NaNbO_3的光催化效率。
2018年01期 v.39 86-90页 [查看摘要][在线阅读][下载 1467K] [下载次数：246 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：0 ] - 周旋;朱丽;张华;金江;
以岩棉纤维和淀粉为主要原料,水玻璃为粘结剂,CMC为塑性剂,采用压制成型的方法制备了气固分离陶瓷材料。实验探讨了淀粉含量和烧制温度对材料抗折强度、过滤阻力和气孔率等性能的影响,并采用扫描电镜(SEM)对多孔陶瓷的显微结构进行表征。实验结果表明:当淀粉含量为25%、烧制温度为800℃时,材料抗折强度达7.8 MPa,过滤阻力为172 Pa,显气孔率达72%,脉冲反吹180次后过滤阻力为218 Pa,且后续反吹不再显著上升。
2018年01期 v.39 91-93页 [查看摘要][在线阅读][下载 1260K] [下载次数：119 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：0 ] - 翟彦霞;李兆敏;孙海滨;张玉军;
本文以酚醛树脂和碳黑为碳源,在碳总加入量一定的情况下,研究了酚醛树脂和碳黑添加比例对反应烧结B_4C/SiC复合陶瓷性能及物相组成的影响。结果表明:在酚醛树脂/碳黑比例在1:8-5:4范围内,比例较小时,B_4C/SiC复合陶瓷试样中游离硅含量较高,力学性能较差;当酚醛树脂/碳黑比例为4:5时,试样致密,综合性能最佳,体积密度为2.75 g/cm~3,维氏硬度、弯曲强度和断裂韧性分别达到30.96 GPa,424 MPa、5.58 MPa·m~(1/2);试样的主晶相为SiC、B_4C和Si,并且Si均匀分布在B_4C和SiC形成的连续相中。
2018年01期 v.39 94-97页 [查看摘要][在线阅读][下载 1654K] [下载次数：194 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：1 ] - 欧阳瑞丰;张小珍;江瑜华;张杰;
采用不同分子量聚醚砜(PES)作为聚合物结合剂,通过相转化法和高温烧结制备了非对称结构YSZ中空纤维陶瓷膜。研究了不同分子量聚醚砜制备的铸膜浆料粘度变化对相转化过程及膜的微观结构与孔隙率和孔径、纯水和氮气渗透通量及抗弯强度等性能的影响。结果表明,采用分子量较小的PES制备的中空纤维膜由内侧大指孔结构和外侧小指孔结构构成。随着PES分子量和铸膜浆料粘度提高,外侧指孔长大而内侧指孔减小,且出现明显的中间海绵层。随着浆料粘度提高,膜孔隙率明显下降。采用PES E3010作为聚合物原料时,制备的YSZ中空纤维膜具有最大的外表皮层分离孔径,表现出最高的渗透性能和抗弯强度,在1400℃保温3 h烧结时,膜纯水通量和抗弯强度分别可达到9.35 m~3/(m~2·h·MPa)和113.9 MPa。
2018年01期 v.39 98-105页 [查看摘要][在线阅读][下载 1691K] [下载次数：315 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：1 ]