【摘 要】
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以Yb2O3-Al2O3作为烧结助剂,采用烧结-热等静压工艺制备了具有高致密度和优异力学性能的Si3N4-SiCw复合材料,研究了TiO2含量对Si3N4-SiCw复合材料致密化和力学性能的影响.结果表明:TiO2的加入促进了Si3N4-SiCw复合材料的致密化.随着TiO2含量的增加,Si3N4-8%SiCw复合材料的抗弯强度、断裂韧性和Vickers硬度均呈现出先提高后降低的变化趋势.当TiO2含量(质量分数)为3%时,Si3N4-8%SiCw复合材料的相对密度和综合力学性能最佳,其相对密度、抗弯强度
【机 构】
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中材高新氮化物陶瓷有限公司,山东 淄博 255000;中材高新氮化物陶瓷有限公司,山东 淄博 255000;哈尔滨工业大学材料科学与工程学院,哈尔滨 150001;中材高新氮化物陶瓷有限公司,山东 淄
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以Yb2O3-Al2O3作为烧结助剂,采用烧结-热等静压工艺制备了具有高致密度和优异力学性能的Si3N4-SiCw复合材料,研究了TiO2含量对Si3N4-SiCw复合材料致密化和力学性能的影响.结果表明:TiO2的加入促进了Si3N4-SiCw复合材料的致密化.随着TiO2含量的增加,Si3N4-8%SiCw复合材料的抗弯强度、断裂韧性和Vickers硬度均呈现出先提高后降低的变化趋势.当TiO2含量(质量分数)为3%时,Si3N4-8%SiCw复合材料的相对密度和综合力学性能最佳,其相对密度、抗弯强度、断裂韧性和Vickers硬度分别为(99.5±0.1)%、(1301±87)MPa、(7.8±0.1)MPa·m1/2、(16.2±0.1)GPa.TiO2和Si3N4之间的原位反应生成的SiO2和TiN对Si3N4-SiCw复合材料的界面结合强度及力学性能产生了重要影响.“,”Si3N4-SiCw composites were prepared via a sinter-hot isostatic pressing (sinter-HIP) process with Yb2O3-Al2O3 as sintering additives. The effect of titania (TiO2) addition on the densification and mechanical properties of Si3N4-SiCw composites was investigated. The results show that the addition of titania enhances the densification of Si3N4-SiCw composites. The flexural strength, fracture toughness and Vickers hardness of Si3N4-8%SiCw composites firstly increase and then decrease with increasing titania content. Si3N4-8%SiCw composites containing 3% TiO2 have a near-theoretical density and optimal mechanical properties (i.e., the relative density of (99.5±0.1)%, the flexural strength of (1301±87) MPa, the fracture toughness of (7.8±0.1) MPa·m1/2, and the Vickers hardness of (16.2±0.1) GPa). The formation of SiO2 and TiN based on the in-situ reaction between TiO2 with Si3N4 contributes to the improvement of the interfacial strength of bonding between SiC whisker and Si3N4 matrix as well as the mechanical behaviors of the composites.
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本工作将概述用于解析稀土掺杂氟氧玻璃与微晶玻璃的先进一维、二维固体核磁共振技术.重点说明固体核磁共振技术在研究稀土离子近程配位结构、稀土离子在玻璃相和晶相中的分布、F离子的配位结构、F离子团聚情况与玻璃网络原子尺度结构解析中的应用.
Joule加热陶瓷炉玻璃固化技术因其熔炉尺寸不受限制、单位时间内玻璃产率高、贵金属相容性好等优势,在高放废液玻璃固化领域占据主要地位.介绍了美、俄、德、日等国的Joule加热陶瓷炉工程应用情况和Joule加热陶瓷炉的各项关键单元技术研究进展.未来Joule陶瓷炉玻璃固化技术的发展重点为在研发关键材料(耐火材料、合金材料)的基础上,根据高放废液成分,设计高熔池温度、高玻璃产率、贵金属相容性好的Joule加热陶瓷炉,以提高高放废液玻璃固化的减容比和经济性.
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阐述了分子动力学模拟的基本原理,解释了相关概念,如边界条件、算法、势函数以及系综,总结了分子动力学模拟统计玻璃微观结构特征和计算玻璃各种宏观性能的理论方法,综述了该领域近来取得的研究进展,包括建立氟氧玻璃不混溶结构模型、设计含有目标晶相的玻璃陶瓷、模拟分相预测组成依赖的析晶相演变、模拟分相预测析晶相晶型转变、优化玻璃陶瓷发光性能以及提高铝硅酸盐机械强度等6个方面.最后,展望了3个有意义的后续研究方向,即探究模拟体系参数提高结果精确性、借助第一性原理分子动力学开发势函数和结合其他方法拓展模拟的实用性.
在轻烧MgO粉中添加5%(质量分数)、10%、15%及20%m-ZrO2粉,于1600℃条件下制备了MgO-ZrO2耐火骨料,研究了ZrO2含量对材料烧结行为、显微结构、力学性能、热学性能及抗热震性能的影响.结果表明:ZrO2主要弥散分布于方镁石晶界处,抑制了方镁石晶粒异常长大,促进了气孔排出,部分m-ZrO2与MgO发生固溶形成c-ZrO2,活化了方镁石晶格,促进了试样烧结及致密化,但ZrO2超过10%会导致MgO晶界处形成较多微裂纹,使得试样致密度略微降低.添加ZrO2后,方镁石晶粒间结合减弱,试样强
研究了Al4O4C材料在高温氮气条件下的物相转化、结构演变与反应机理.结果表明:Al4O4C在高于700℃氮气气氛条件下开始发生反应,其氮化反应是由表面反应和内部扩散传质反应的若干个循环过程组成的.在反应初始阶段,Al4O4C材料表面发生氮化反应并形成AlN、Al2O3、C复合反应层,阻碍氮气的扩散.随着热处理温度的升高,氮化反应速率加快,大量AlN形成伴随的体积膨胀效应造成Al4O4C表面反应层破裂,AlN和Al2O3交错生长的疏松多孔表面结构作为气相扩散通道,促进氮气扩散与反应.当氮化温度为1600℃
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