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作者

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2 篇 邱岩
2 篇 张颖
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86 篇 中文

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防隔热一体化TPS材料的制备及工程化应用研究

防隔热一体化TPS材料的制备及工程化应用研究

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第十一届无机材料结构、性能及测试表征技术研讨会

作者：向阳张稳黄明彭志航曹峰国防科技大学空天科学学院新型陶瓷纤维及其复合材料重点实验室

随着连续纤维增韧陶瓷基复合材料的快速发展,氧化物/氧化物基复合材料凭借其优异的高温抗氧化性能已成为航空航天领域热端高温部件的新兴候选材料。本文选用SiO/SiO复合材料为防热面板,SiO气凝胶为隔热材料,采用针刺穿刺工艺与溶胶-凝... 详细信息

随着连续纤维增韧陶瓷基复合材料的快速发展,氧化物/氧化物基复合材料凭借其优异的高温抗氧化性能已成为航空航天领域热端高温部件的新兴候选材料。本文选用SiO/SiO复合材料为防热面板,SiO气凝胶为隔热材料,采用针刺穿刺工艺与溶胶-凝胶工艺制备了防隔热一体化TPS材料,既是一种材料,又是一种结构。具隔热、承载、透波等功能于一体,通过一体化结构实现防隔热功能,针对工程化应用需求开展了热震、耐温性测试已经高温淋雨试验。研究表明,防隔热一体化TPS材料具有优异的耐温性能,满足工程化应用需求。防隔热一体化TPS材料完全有别于陶瓷瓦、盖板式防隔热材料或金属防隔热材料等传统防隔热材料;它巧妙利用了陶瓷复合材料的高强度、抗烧蚀、高韧性的优点,以及气凝胶的超低热导率与耐高温的特点,兼具隔热、承载、透波等功能于一体,通过一体化结构实现防隔热功能,实现高温氧化环境中零（低）烧蚀,大幅度提高飞行器防隔热结构的可靠性与飞行精度,对显著提高飞行器有效载荷、大幅度改善可靠性与降低成本有着重要现实意义与广阔的应用前景。

关键词：工程化应用隔热材料 TPS

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一种具有优异力学性能和抗水泥熟料性能的轻量化方镁石-镁铝尖晶石耐火材料

一种具有优异力学性能和抗水泥熟料性能的轻量化方镁石-镁铝尖晶...

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第十一届无机材料结构、性能及测试表征技术研讨会

作者：彭望定鄢文武汉科技大学省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室

方镁石-镁铝尖晶石耐火材料具有良好的力学性能、热震稳定性和抗水泥熟料性能,已被广泛应用于水泥回转窑的烧成带和上过渡带。传统方镁石-镁铝尖晶石耐火材料采用电熔或死烧镁砂为原料,结构致密,导热系数高,造成大量热量损失,甚至导致... 详细信息

方镁石-镁铝尖晶石耐火材料具有良好的力学性能、热震稳定性和抗水泥熟料性能,已被广泛应用于水泥回转窑的烧成带和上过渡带。传统方镁石-镁铝尖晶石耐火材料采用电熔或死烧镁砂为原料,结构致密,导热系数高,造成大量热量损失,甚至导致水泥回转窑外壳变形。因此,亟需开发具有低导热系数、高强度和高抗水泥熟料性能的轻量化方镁石-镁铝尖晶石耐火材料。本研究采用微孔多孔氧化镁骨料替代传统致密镁砂骨料制备了具有优异力学性能和抗水泥熟料性能的轻量化方镁石-镁铝尖晶石耐火材料,并利用X射线衍射、扫描电子显微镜（SEM）和三点弯曲试验等方法对比研究了轻量化与致密方镁石-镁铝尖晶石耐火材料的物相组成、显微结构、力学性能和抗水泥熟料性能。结果表明:（1）相比于传统致密镁砂骨料,微孔多孔氧化镁骨料表面结构粗糙,与基质形成了更好的结合界面结构;（2）微孔多孔氧化镁骨料吸收部分渗透渣,阻止了渣的进一步渗透;（3）采用微孔多孔氧化镁骨料替代传统致密镁砂骨料之后,耐火材料体积密度从2.87g/cm降至2.61 g/cm,耐压强度和抗折强度分别从48.7MPa和6.0MPa增至73.1 MPa和10.1 MPa;同时,轻量化方镁石-镁铝尖晶石耐火材料与传统致密方镁石-镁铝尖晶石耐火材料具有相近的抗水泥熟料性能。

关键词：轻量化方镁石-镁铝尖晶石耐火材料微孔多孔氧化镁骨料显微结构力学性能抗水泥熟料性能

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三辊研磨剥离的微纳米石墨片及其在超低碳MgO-C耐火材料中的应用

三辊研磨剥离的微纳米石墨片及其在超低碳MgO-C耐火材料中的应用

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第十一届无机材料结构、性能及测试表征技术研讨会

作者：黄军同熊庆明刘明强陈凯李喜宝冯志军南昌航空大学材料科学与工程学院

针对超低碳洁净钢炉外精炼工艺要求的耐火材料低碳超低碳化、高性能、低成本的迫切需求,本论文工作采用三辊研磨机(TRM)在酚醛树脂(PF)中连续剥离鳞片石墨(FG)获得结晶性好、纵横比大的微纳米石墨薄片(GNPs)来开发新一代MgO-C低碳含碳... 详细信息

针对超低碳洁净钢炉外精炼工艺要求的耐火材料低碳超低碳化、高性能、低成本的迫切需求,本论文工作采用三辊研磨机(TRM)在酚醛树脂(PF)中连续剥离鳞片石墨(FG)获得结晶性好、纵横比大的微纳米石墨薄片(GNPs)来开发新一代MgO-C低碳含碳耐火材料。通过对三辊差速研磨剥离技术工艺参数的精确控制,获得了在PF中分散均匀的GNPs;以不同粒级的电熔氧化镁(Mg0)为原料,金属Al粉、Si粉为添加剂,GNPs和GNPs/PF混合物为碳源,制备得到(超)低碳MgO-C耐火材料。探讨了剥离后的GNPs对MgO-C材料的微观结构性质、强度、抗氧化、抗渣侵蚀等性能的影响。研究结果表明:尺寸约为150μm、厚度7-10μm的FG通过TRM剥离减薄制备获得横向尺寸约10μm、厚度30-50nm的GNPs,纵横比的增加从而提高了产物总比表面积。将TRM剥离减薄得到的GNPs和GNPs/PF部分或全部代替FG作为MgO-C耐火材料的碳源在降低产品的碳含量的同时有效提升了耐火材料的综合性能。加入了1.7 wt.%GNPs和0.3 wt.%GNPs/PF的试样制备的MgO-C耐火材料比加入8 wt.%FG的试样的常温耐压强度和高温抗折强度值分别提升了96.4%(48.4 MPa)和15.4%(2.1 MPa);试样的抗氧化性能和抗渣侵蚀性能在碳含量大幅降低的情况下也得到显著提高,为研发满足低碳洁净钢所需的新型超低碳耐火材料提供了科学依据。

关键词：微纳米石墨片三辊研磨剥离技术超低碳MgO-C耐火材料力学性能,抗渣侵蚀强度

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微孔多孔MgO骨料对轻量化方镁石-镁铝尖晶石浇注料的显微结构和性能的影响

微孔多孔MgO骨料对轻量化方镁石-镁铝尖晶石浇注料的显微结构和性...

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第十一届无机材料结构、性能及测试表征技术研讨会

作者：鄢俊杰鄢文武汉科技大学省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室

方镁石-镁铝尖晶石耐火浇注料具有优异的热震稳定性、抗渣性能和力学性能,是中间包主要使用的内衬材料。传统耐火材料致密的结构和高的导热系数常导致中间包外壳温度较高、热量损失严重。采用微孔多孔骨料替代致密骨料对中间包耐火材料... 详细信息

方镁石-镁铝尖晶石耐火浇注料具有优异的热震稳定性、抗渣性能和力学性能,是中间包主要使用的内衬材料。传统耐火材料致密的结构和高的导热系数常导致中间包外壳温度较高、热量损失严重。采用微孔多孔骨料替代致密骨料对中间包耐火材料进行轻量化设计是一种减小热量散失、节能环保的重要方法。骨料气孔率越高,越有利于提高浇注料隔热效果,但同时也会影响浇注料强度。为了探明骨料气孔率对轻量化方镁石-镁铝尖晶石浇注料显微结构和性能的影响,本工作采用不同气孔率(12.8%,30.8%,39.3%)的微孔多孔MgO骨料制备了三种轻量化方镁石-镁铝尖晶石浇注料,并采用XRD,SEM和三点弯曲实验等手段研究了骨料气孔率对轻量化浇注料物相组成、显微结构、断裂行为和强度的影响。结果表明:(1)微孔多孔骨料气孔率影响成型过程中的加水量和烧结过程中物质传输速率,特别是影响骨料与基质的界面结构,进而影响浇注料显微结构和性能;(2)当骨料气孔率为12.8%时,由于骨料与基质烧结收缩的不匹配性,在其界面处产生较大裂纹,大幅降低了浇注料强度;当骨料气孔率增加到30.8%,骨料与基质间形成了良好的锯齿咬合状结构,提高了浇注料强度,但断裂韧性有所下降;当骨料气孔率进一步增加到39.3%,骨料与基质间又呈现少量微裂纹,使浇注料强度稍有降低;(3)当骨料气孔率为30.8%,轻量化浇注料具有最佳的综合性能,其体积密度为2.63g/cm3,抗折强度为20.9MPa,耐压强度为70.2MPa。

关键词：轻量化耐火材料微孔多孔MgO骨料气孔率显微结构力学性能

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添加锆刚玉对刚玉-尖晶石浇注料断裂行为与热震稳定性影响的研究

添加锆刚玉对刚玉-尖晶石浇注料断裂行为与热震稳定性影响的研究

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第十一届无机材料结构、性能及测试表征技术研讨会

作者：于仁红张力元张小会刘鹏程于冰坡王俊豪河南科技大学高温材料研究院有色金属新材料与先进加工技术省部共建协同创新中心河南科技大学先进耐火材料国家重点实验室中钢集团洛阳耐火材料研究院有限公司

为探明添加锆刚玉对刚玉-尖晶石浇注料断裂行为和热震稳定性的影响,揭示韧性参数与热震稳定性的关联,以板状刚玉、电熔尖晶石、电熔锆刚玉等为主要原料,制备了不同锆刚玉加入量（分别为0%、2%、4%、6%、8%、10%）的刚玉-尖晶石浇注料。... 详细信息

为探明添加锆刚玉对刚玉-尖晶石浇注料断裂行为和热震稳定性的影响,揭示韧性参数与热震稳定性的关联,以板状刚玉、电熔尖晶石、电熔锆刚玉等为主要原料,制备了不同锆刚玉加入量（分别为0%、2%、4%、6%、8%、10%）的刚玉-尖晶石浇注料。采用楔入劈拉法和1100℃-水冷1次后残余强度保持率法分别研究了锆刚玉加入量对刚玉-尖晶石浇注料断裂行为和热震稳定性的影响;采用XRD和SEM对试样进行了物相和显微结构分析。结果表明:引入锆刚玉可显著改善浇注料的韧性。随着锆刚玉加入量的增大,浇注料的断裂行为是由典型的脆性断裂逐渐转变为韧性断裂,表征材料韧性的参数,即:G/σ的比值,由ZO试样的82μm提高至Z10试样的184μm。由m-Zr02的马氏体相变所导致的微裂纹增韧是浇注料韧性提高的主要原因。引入锆刚玉可显著改善浇注料的热震稳定性。随着锆刚玉加入量的增大,浇注料的热震稳定性逐渐提升;试样的残余强度保持率由Z0的12%提高至Z10的34%,提高了近两倍。热震稳定性的提高一方面源于存储的弹性应变能的降低,另一方面源于断裂表面能的增加。断裂行为呈非线性的浇注料具有较好的热震稳定性,韧性参数G/σ与表征热震稳定性的残余强度百分率呈正相关,相关系数为0.98。

关键词：刚玉-尖晶石浇注料电熔锆刚玉断裂行为热震稳定性楔形劈拉法

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口腔树脂陶瓷复合材料老化行为的比较研究

口腔树脂陶瓷复合材料老化行为的比较研究

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第十一届无机材料结构、性能及测试表征技术研讨会

作者：刘畅佟舒颜司文捷刘亦洪北京大学口腔医院·综合科清华大学·材料科学与工程系

目的:比较三种牙科陶瓷/树脂复合材料:Vita Enamic（弹性瓷）、3M Lava Ult imate和Shofu Ceramage经染色和冷热循环老化后,材料表面光泽度、粗糙度和颜色的变化情况。材料方法:分别制作Vita Enamic、3M Lava Ultimate和Shofu Ceramage... 详细信息

目的:比较三种牙科陶瓷/树脂复合材料:Vita Enamic（弹性瓷）、3M Lava Ult imate和Shofu Ceramage经染色和冷热循环老化后,材料表面光泽度、粗糙度和颜色的变化情况。材料方法:分别制作Vita Enamic、3M Lava Ultimate和Shofu Ceramage厚度为1mm的材料片,使用碳化硅砂纸（15-9-3-1μm）顺序抛光。分别使用Novo-Curve小孔曲面光泽仪测量样本光泽度,使用Keyence形貌测量显微镜（VK-X200K 3D）测量表面粗糙度,使用PE Lambda 950紫外-可见-近红外分光光度计测定颜色参数。其后将样本分别使用橙汁、可乐、咖啡、红酒进行染色（以去离子水为对照）(n=5)（37±0.5℃,24hx7）及冷热循环老化（n=8）(5±0.5℃5±0.5℃,10,000次),并于染色或冷热循环老化后再次测量材料的光泽度、表面粗糙度及颜色。使用t检验对老化前后的光泽度和表面粗糙度进行分析,计算ΔE值评估老化前后的颜色变化。结果:溶液浸泡老化中,在颜色方面,咖啡和红酒对三种材料的染色效果普遍比较明显,红酒使Vita （ΔE=3.78）和Shofu （ΔE=4.85）,咖啡使Shofu（ΔE=3.85）均产生了视觉可见的色差;在光泽度方面,橙汁（t=6.151,p=0.00）、可乐（t=3.275,p=0.01）和红酒（t=2.39,p=0.04）均使Vita产生了有统计学差异的变化,咖啡（t=-5.45,p=0.001）和红酒（t=-3.47,p=0.008）使3M产生了有统计学差异的变化,四种染色剂对Shofu的光泽度无显著影响。冷热循环老化使Vita的表面光泽度产生了显著性变化（t=2.567,p=0.025）,对3M和Shofu的影响无显著性差异;对三种材料的表面粗糙度均无显著性影响。结论:酒精类和弱极性黄色染色剂对树脂陶瓷复合材料的着色效果较显著,Vita和3M材料的表面光泽度对染色剂的浸泡较敏感,Shofu则较稳定;温度变化对网状结构的树脂陶瓷复合材料的光泽度有显著性影响,但三种材料的表面粗糙度在这一老化过程中较稳定。

关键词：树脂陶瓷复合材料 Vita Enamic 3M Lava Ultimate Shofu Ceramage 染色冷热循环表面粗糙度光泽度

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