矾土基βsialon结合刚玉复合材料的制备、结构及性能研究

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1、郑州大学硕士学位论文摘要本文研究了以高铝矾土、si、电熔自刚玉颗粒及细粉和部分添加剂为原料，氮气气氛下通过反应烧结的方法一步制备矾土基p-Sialon结合刚玉复合材料的工艺。研究结果表明，流动氮气气氛下15004C／5h反应烧结可以得到主晶相为剐玉、次晶相为B．SiMon的矾土基p．Sialon结合刚玉复合材料，无其他晶相生成。用逐次回归的方法得到了常温抗折强度、体积密度及显气孔率与与颗粒级配间的函数式，其回归效果良好，可信度高，可用于预报反应烧结法制各矾土基13-Sialon结合刚玉复合材料的常温物理性能。得到了较理想的颗粒级配：刚

2、玉粗颗粒45％、中颗粒10％、细粉45％(其中刚玉细粉25％，合成矾土基13-SiMon的细粉为20％)。用酚醛树脂作结合剂，显微结构表明，复合材料中生成大量矾土基13-Sialon晶须，并互相编织成网络结构。根据前面的工艺得到的矾土基p-Sialon结合剐玉复合材料的常温性能为：体积密度>2．99／cm3，显气孔率电l％，抗折强度-15MPa。矾土基B．Sialon结合刚玉复合材料的高温力学性能研究结果表明：矾土基pSialon含量在25％和30％时，复合材料的强度在800℃以前逐渐增加，800—1400℃基本保持不变。应力．应变关

3、系随温度的变化规律表明800℃以前为弹性变形阶段，1400℃以前没有出现快速流动，说明复合材料中结晶效应占主导地位。矾土基f3-Sialon结合剐玉复合材料的抗热震性能较好，矾土基13-Sialon含量为25％时，其热震临界温度为600℃，热震温差为1350"C时其残余强度保持率仍然有65％；而相同条件的氧化铝基B．Sialon结合刚玉复合材料的临界温差为800℃，但温差为1350"(2时的强度保持率比矾土基B．Sialon结合刚玉复合材料的低10个百分点。矾土基B．Sialon结合同4玉复合材料的氧化属保护性氧忙实验条件下，矾土基1

4、3-Sialon结合剐玉复合材料的氧化动力学可分为两个阶段：60分钟以前，单位面积氧化增重与时间呈线性关系，属于化学反应与扩散过程共同控速。60分钟以后，单位面积氧化增重的平方与时间呈线性关系，属于扩散控速阶段。1250—1350"(3范围内温度上升，矾土基13-Sialon结合刚玉复合材料的氧化速率减小。而同样条件下氧化铝基p-Sialon结合刚玉复合材料的变化趋势正好相反。推郑州大学硕士学位论文导了各阶段的氧化动力学模型。与高铝砖和刚玉砖相比，矾土基8-Sialon结合刚玉复合材料的抗K2C03侵蚀性能优异。关键词：矾土基B—Si

5、alon刚玉复合材料高温力学性能II郑州大学硕士学位论文AbstractPreparationofbauxitebasedp．Sialonbondedcorundumcomposite(BSC)throughreactivesinteringwereinvestigated,usingbauxite，silicon,fusedwhitecorundumgrams，andadditivesastherawmaterials．XRDresultsshowedthatthemaincrystalphasewascorunduminthesp

6、ecimenssinteredat1500’Cfor5hoursunderflowingnitrogenatmosphere，andtheotherphasewas13-Sialonphase．Stepwiseregressmethodwereusedtoinvestigaterelationshipbd婶垤：engramsizegradientandsintedngprope坩esofBSC，andfunctionswe∞established．Thefunctionsfitclosewellwiththeexperimentalr

7、esultsandcanbeusedforforecastingpropertiesofBSCatroomtemperature．SuitablegrainsizegradientforpreparationofBSCwas45wt％coRrse-graincorundum，10％middlesizecorundum，and45％powders(include25％corlmdumpowderand20％powdersforthesynthesisofB-Sialoninvolved)．Interwovenstructurecould

8、befoundincrackedsurfaceofBSCbyscanningelectronicmicroscope，whenusingbakeliteastemporarybender．Accordingtothepr