硕士学位论文-mgalon复合材料的研制及应用

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1、MgAlON复合材料的研制及应用ResearchandApplicationofMgAlONComposites领域：材料工程研究生：段斌文指导教师：梁辉教授企业导师：徐跃华高级工程师天津大学材料学院二零零八年陆月独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意

2、。学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日中文摘要采用传统烧结法开展了单相MgAlON材料的合成与性能分析的研究工作，研究了矾土基合成单相MgAlON材料的工艺参数对

3、材料的微观组织结构的影响。以降低生产成本和降低烧成温度为目的，在原料中引入MgO粉，以使其烧成温度降低，所得产物应为MgAlON；分别进行了以Al粉代替AlN再进行氮化，矾土代替Al2O3粉，纳米Al2O3粉代替Al2O3粉等工艺实验，研究了合成产物的组织结构特征；实施了以Air代替N2，以及用碳黑代Al粉进行埋碳烧结的实验，得到了合成MgAlON的最佳方案，同时也对其性能进行了检测。在耐火材料领域探索AlON材料的应用潜力，其中MgO的固溶掺杂对AlON影响的研究是本文的创新性工作之一。研究表明，只有MgO含量为

4、8%（wt）时，N的相对含量、Al的相对含量以及AlN的相对含量同时达最大值，此时MgAlON的合成效果被认为最好；从经济效果来说，矾土在空气中C化这一方案更适合工业生产；采用纳米Al2O3粉合成MgAlON材料时，在相对较低的温度下，结合埋碳并通氮气的条件，能够合成单相的MgAlON。MgAlON材料防氧化措施的研究结果表明，抗氧化剂的种类和加入方式对防氧化效果有显著的影响。当抗氧化剂以单一形式加入时，B4C的防氧化效果最好，金属Si粉次之，SiC基本上起不到防氧化作用。金属Si粉和B4C组成的复合抗氧化剂的防氧

5、化效果明显优于单一抗氧化剂。在Al2O3-SiC-C质铁沟浇注料中加MgAlON合成料的研究表明，MgAlON加入量控制在15%以内时，所得制品的显气孔率、耐压强度、抗折强度以及抗渣性能都有所改善，但施工性能没有显著变化。关键词：MgAlON，AlON，耐火材料，抗氧化性能，浇注料ABSTRACTSingle-phasesynthesisandpropertiesofMgAlONmaterialsareresearchedbyusingthetraditionalsinteringmethods,andtheimp

6、actofparametersforthesynthesisofbauxite-basedsingle-phaseMgAlONonthemicrostructureofthematerialisalsostudied.Toreduceproductioncostsanddecreasefiringtemperature,MgOpowderisaddedinrawmaterialtoreduceitssinteringtemperature,andtheproductswasMgAlON.Tostudythemicr

7、ostructureofproducts,AlNwassubstitutedbyAltofurthernitridate,bauxitebyAl2O3powderandAl2O3powderbynano-Al2O3powder.AirwasintroducedtoreplacetheN2atmosphereandthecarbonblackwasintroducedtoreplaceAltoconductexperimentofburyingcarbonpowdersintering.Atlastthebestpl

8、anforMgAlONsynthesisisgot.Meanwhileitsperformanceisdetected.TheaimofthispaperistoexplorethepotentialapplicationsofAlONinthefieldofrefractorymaterials.TheinfluenceofsolidsolutionofM