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《天津大学》 2008年
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MgAlON复合材料的研制及应用

段斌文  
【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Al_2O_3粉,纳米Al_2O_3粉代替Al_2O_3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N_2,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Al_2O_3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,B_4C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化效果明显优于单一抗氧化剂。 在Al_2O_3-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。
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TQ175.1

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【参考文献】
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