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高Cr铸造镍基高温合金K4648与陶瓷型芯的界面反应研究

郑亮 , 肖程波 , 张国庆 , 顾国红 , 李鑫 , 刘晓光 , 薛明 , 唐定中

航空材料学报 doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2012.3.003

采用金相显微镜、扫描电镜及能谱、电子探针和X射线衍射对高Cr铸造镍基高温合金K4648等轴晶和定向凝固铸件的合金/陶瓷型芯界面反应进行了系统研究,获得反应时间与反应量关系的界面反应动力学曲线、不同反应时间的反应界面形貌及产物的种类.结果表明:高Cr铸造镍基高温合金K4648与铝基型芯不易发生反应,而与硅基陶瓷型芯发生剧烈的界面反应,反应产生金属瘤状凸起物,造成铸件内腔破坏.此外,白色的硅基型芯内部变成黑色,黑色反应区内含有一定量的Cr,Al,Ti元素.在反应的中、后期型芯黑色反应区内还存在着灰色区,该区的Cr,Al,Ti含量远高于黑色反应区.高Cr铸造镍基高温合金K4648合金与硅基陶瓷型芯反应分为:(1)富Cr,Al,Ti熔体向型芯内的渗入阶段;(2)富Cr,Al,Ti熔体与陶瓷型芯SiO2基体的反应;(3)富Cr,Al,Ti的熔体与型芯中Zr-SiO4颗粒反应三个阶段.反应过程中型芯存在局部液化现象.K4648合金/硅基陶瓷型界面反应产物主要为层状或树枝状Al2O3,块状Cr3 Si金属间化合物、ZrO2,富Cr,Zr,Al,Ti的复合氧化物、共晶形态的富Cr,Si,Al,Ti的复合氧化物、块状或树枝状的富Ti,Al,Zr,Cr复合氧化物.反应产物中的Cr,Al,Ti元素来自合金熔体而Zr,Si,O来自陶瓷型芯.

关键词: 镍基高温合金 , 陶瓷型芯 , 界面反应 , 定向凝固 , 显微组织 , K4648 , Cr3Si , Al2O3

烧结温度对SiO2-ZrO2体系陶瓷型芯材料性能影响研究

刘晓光 , 齐长见 , 贺莉丽 , 唐定中 , 肖程波 , 姚建省 , 顾国红 , 李鑫

航空材料学报 doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2011.5.012

采用传统的热压铸工艺制备可快速脱芯的定向、单晶空心涡轮叶片用SiO2 -ZrO2体系陶瓷型芯材料,研究结果表明,该材料随烧结温度从1150℃增加到1200℃,收缩率变大,当烧结温度超过1200℃时,烧结收缩增加显著,1200℃烧结的陶瓷型芯晶粒发育比较完善,主要相组成为非晶SiO2、方石英、ZrO2,其综合性能最佳,室温强度可达42.9 MPa,1550℃具有较好的抗高温变形性和优异的高温强度,高温变形为0.1mm,高温强度可达27.9MPa,开气孔率可达30.4％,体积密度为1.92g/cm3,烧结收缩率仅为0.4％,方石英析出量20％左右,能够满足我国航空发动机高温合金空心涡轮叶片的浇注要求.

关键词: 热压铸 , 空心叶片 , 陶瓷型芯 , 发动机 , 高温合金

DD6单晶高温合金与陶瓷型壳的界面反应

姚建省 , 唐定中 , 刘晓光 , 李鑫 , 王丽丽 , 曹春晓 , 丁方政 , 陈昊

航空材料学报 doi:10.11868/j.issn.1005-5053.2015.6.001

采用光学显微镜、扫描电子显微镜及能谱等分析手段研究了DD6单晶合金与陶瓷型壳的界面反应.结果表明:DD6高温合金与陶瓷型壳的界面反应产物主要是Al2O3和HfO2,同时伴随着少量Ta元素的析出;界面反应层的厚度为5～6μm,反应产物在合金/型壳界面的富集,能够抑制氧化反应的进一步进行;高温下DD6合金与陶瓷型壳润湿角为145 ～150°,降低型壳内表面的气孔率能够减少毛细作用的产生,从而有效抑制界面反应的产生.

关键词: DD6单晶合金 , 陶瓷型壳 , 界面反应 , 润湿

CO3O4掺杂Mg2SiO4陶瓷介电性能的研究

李鑫 , 李晓雷 , 刘晓光 , 唐定中 , 季惠明 , 毕宝宝 , 齐长见

材料工程 doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2010.z2.003

采用固相反应法制备了Co3O4掺杂Mg2SiO4微波介质陶瓷,研究Co2+离子掺杂对Mg2SiO4陶瓷烧结特性、相组成和介电性能的影响.结果表明:Co2+可以完全取代Mg2+固溶在Mg2 SiO4晶体中形成(Cox Mg1-x)2SiO4固溶体,通过调整加入的Co3O4的摩尔量可以获得介电性能优良的微波陶瓷.当x=0.025时,在1250℃下保温3h,( Co0.025Mg0.975)2 SiO4陶瓷具有良好的介电性能为:εr=7.7,Q=8850(1.8MHz),电容温度系数为50.4×10-6/℃.

关键词: Mg2SiO4 , 羝介电常数 , 微波介质陶瓷 , Co3O4

烧结温度对8%Y2O3-ZrO2陶瓷结构与性能的影响

刘晓光 , 陈大明 , 仝建峰 , 李宝伟

材料工程 doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2004.08.011

研究了烧结温度对水基注模凝胶法成型的8%(摩尔分数)Y2O3-ZrO2材料收缩率、密度、相结构、微观组织及力学性能的影响.结果表明,随着烧结温度的提高,收缩率变大,密度提高.烧结温度较低时,有少量单斜氧化锆相脱溶出来,1600℃×4h烧结时,变为单一立方荧石结构,且晶界平直,晶粒发育较好,抗弯强度高达250MPa.

关键词: 烧结温度 , 水基注模凝胶 , 微观组织 , 抗弯强度

高炉干法除尘后煤气中氯离子危害的研究现状

张波 , 胡宾生 , 贵永亮 , 刘晓光

材料导报 doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2015.021.010

近年来,随着干法除尘技术在高炉除尘系统的广泛应用,高炉干法除尘后煤气中氯离子的危害已经成为钢铁行业无法回避的问题.论述了高炉煤气中氯离子危害的种类以及其形成机理,概括了目前高炉煤气中氯离子危害的应对措施,对高炉干法除尘后煤气中氯离子危害的研究进行了展望,为今后研究高炉干法除尘后煤气中氯离子危害的研究工作提供依据.

关键词: 干法除尘技术 , 氯离子腐蚀 , 阻垢技术 , 脱氯剂

Al2O3(YAG)/LaPO4层状陶瓷复合材料研究

仝建峰 , 陈大明 , 刘晓光 , 李宝伟

航空材料学报 doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2006.03.034

选择Al2O3(YAG)作为基体片层材料,LaPO4作为界面层材料,采用凝胶注模成型技术制备出基体层材料的坯片,然后在基体层坯片上采用浸渍或喷涂工艺附着界面层材料,最后将坯片叠置于模具中热压烧结.制备的陶瓷复合材料微观结构均匀,基体片层厚度为110-150μm,界面层厚度为10～30μm,实测层厚比为11.重点研究工艺参数及界面层成分对层状陶瓷复合材料室温性能的影响.结果表明,氧化物基层状陶瓷复合材料的抗弯强度比基体材料略有下降,但室温断裂韧性达到了13.52MPa·m1/2,是基体材料断裂韧性的3倍.对比氧化物基层状陶瓷复合材料与基体材料在断裂过程中裂纹扩展路径的差异.

关键词: 氧化铝 , 钇铝石榴石 , 磷酸镧 , 层状陶瓷 , 复合材料

Al2O3对YSZ电解质材料的制备及性能的影响

刘晓光 , 陈大明 , 仝建峰 , 李宝伟

稀有金属材料与工程

文研究了Al2O3掺杂YSZ料浆的流变性质,并采用水基注模凝胶法制备大尺寸薄片材料,对其微观组织进行分析,并对力学性能和电性能进行测试.结果表明,Al2O3的掺入大大降低了YSZ料浆的粘度,改善了YSZ料浆的可浇注性.另外,Al2O3与ZrO2在1600℃烧结不发生固溶反应,主要作为第二相分布在晶界和晶内.少量Al2O3的掺入不仅可以提高YSZ的抗弯强度和断裂韧性,而且可以提高YSZ的电导率.Al2O3含量为1%时,1000℃时电导率达到最大值0.15 S/cm.

关键词: 水基注模凝胶 , 大尺寸 , 薄片 , 电导率

稀土硝酸盐对生成超氧阴离子自由基的抑制作用

王春霞 , 刘亚力 , 李凤梅 , 王子健 , 刘晓光 , 彭安

中国稀土学报

用脉冲辐解法研究了稀土硝酸盐对生成超氧阴离子自由基(.O2-)的抑制作用. 稀土硝酸盐对脉冲辐解充氧甲酸钠溶液产生.O2-有明显的抑制作用,抑制率在28%～92%之间,且稀土硝酸盐浓度与其对.O2-的抑制作用之间存在明显的剂量效应关系.

关键词: 稀土 , 超氧阴离子自由基 , 抑制作用

氮化硅铁在空气气氛中的烧结试验

陈俊红 , 孙加林 , 康华荣 , 刘晓光 , 占华生 , 洪彦若

耐火材料 doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2005.03.008

以闪速燃烧法合成的粒度≤0.074 mm氮化硅铁细粉为原料,以胶水为临时结合剂,在250kN的压力下液压成型,干燥后于空气气氛中1500℃保温3 h烧成,冷却后在试样内部钻取φ36 mm×50 mm的试样,检测其显气孔率、体积密度和常温耐压强度,同时对该试样和氮化硅铁原料进行了XRD分析.结果表明:烧成后试样的显气孔率、体积密度和常温耐压强度分别为39.6%、2.10 g·cm-3和34.5 MPa;与氮化硅铁原料相比,烧成后氮化硅铁中除Fe相及SiO2消失外,其余物相都存在.

关键词: 硅铁 , 氮化硅铁 , 烧结 , 氧化

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