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结合方式对碳化硅浇注料氮化后抗热震性和显微结构的影响

耐火材料 doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2012.01.004

研究了铝酸钙水泥(CAC)+二氧化硅微粉(MS)结合、水硬性氧化铝(HA)+二氧化硅微粉(MS)结合、二氧化硅溶胶结合的3种结合方式对氮化处理后碳化硅浇注料抗热震性和显微结构的影响.结果显示:3种结合方式制备的试样经600、800和1 100℃水冷1次热震后的残余抗折强度和强度保持率都随着温度的升高而降低,但在1 100℃热震后,3种结合方式的试样的残余抗折强度相当,二氧化硅溶胶结合的浇注料具有较好的抗热震性.分析表明,本试验的3种结合体系中,无水泥结合方式的试样中原位生成的SiAlON具有更大的长径比,特别是纤维状的SiAlON,对高温下结构的保持和抗热震性的提高更为有利.

关键词: 抗热震性 , 显微结构 , 结合方式 , 氮化 , 碳化硅 , 浇注料

振动浇注成形的高强度碳化硅基耐火材料

王慧芳 , 周宁生 , 张三华 , 毕玉保 , 祁琪

材料工程 doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2010.z2.121

以黑碳化硅、烧结白刚玉粉(WFA),二氧化硅微粉(MS),氧化铝微粉(RA),铝酸钙水泥(CAC)作为主原料,添加不同比例的金属硅粉,采用振动浇注+高温氮化的工艺制备了碳化硅基耐火材料.研究了金属硅含量分别为5％、7％、9％,氮化温度分别为1300℃、1420℃、1500℃对试样冷/热态抗折强度、物相组成和显微结构的影响.结果表明:试样的冷态和热态强度随氮化温度的增加和原料中金属硅含量的增加而增加.1420℃氮化后,原料中金属硅含量为7％和9％的试样,1200℃的热态强度都可超过50MPa.原位形成的大量氮化物将颗粒与基质结合,形成网络结构.氮化物的形成及其结构对提高冷态和热态强度起决定作用.

关键词: 振动浇注成形 , 氮化 , 碳化硅 , 热态抗折强度 , 显微结构

原位生成非氧化物对刚玉基浇注料性能的影响

杜鹏辉 , 于仁红 , 王慧芳 , 周宁生

耐火材料 doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2012.04.010

为了进一步提高刚玉基浇注料的高温使用性能,在超低水泥刚玉浇注料中加入质量分数分别为0、4％、6％、8％、10％的硅粉,经振动浇注成型、养护、烘干后,在氮气气氛中于1450℃氮化处理40h,测定试样的加热永久线变化及烧后试样的显气孔率、体积密度、常温抗折强度和不同温度(分别为1000、1200、1300和1400℃)下的热态抗折强度,并对部分氮化后试样进行XRD和SEM分析.结果表明:1)随着硅粉加入量的增加,试样在氮化处理过程中从发生微收缩到发生微膨胀,显气孔率略有增大,体积密度和常温抗折强度下降,热态抗折强度显著提高；2)氮化处理后,试样中原位生成了非氧化物β-SiAlON、O’-SiAlON和α-Si3 N4等.

关键词: 刚玉浇注料 , 硅粉 , 氮化 , 原位反应 , 非氧化物 , 热态抗折强度

热处理对电沉积制备ZnS薄膜物相组成及光学性能的影响

夏冬林 , 石正忠 , 张兴良 , 王慧芳 , 刘俊

人工晶体学报

采用电沉积方法在氧化铟锡(ITO)导电玻璃上沉积了ZnS薄膜,利用X射线衍射仪(XRD)、紫外-可见光(UV-VIS)分光光度计对薄膜的微结构和光学性能进行了表征,研究了热处理条件对薄膜的相组成和光学性能的影响.结果表明:电沉积制备的ZnS薄膜呈非晶态,并且含有单质Zn.硫化热处理可以改善薄膜的结晶状况,减少杂质Zn的含量.硫气氛中450 ℃热处理4 h之后,薄膜中单质Zn全部反应生产ZnS,得到了纯的ZnS薄膜.没有经过热处理的薄膜,其可见光透射率在70%左右,热处理后薄膜样品的透射率降低,在硫气氛中热处理4 h的样品,其可见光透射率最低,为50%左右,热处理条件对薄膜样品的禁带宽度值基本没有影响.

关键词: ZnS薄膜 , 电沉积 , 热处理 , 光学性能

掺硼p型非晶硅薄膜的制备及光学性能的表征

夏冬林 , 王慧芳 , 石正忠 , 张兴良 , 刘俊

影像科学与光化学

以高氢稀释的硅烷(SiH4)为反应气体,硼烷(B2H6)为掺杂气体,利用RF-PECVD方法,在玻璃衬底上制备出掺硼的氢化非晶硅(a-Si∶H)薄膜,研究了硼掺杂量对氢化非晶硅(a-Si∶H)薄膜的光学性能的影响.利用NKD-7000W光学薄膜分析系统测试薄膜的透射谱和反射谱,并利用该系统的软件拟合得出薄膜的折射率、消光系数、吸收系数等光学性能参数,利用Tauc法计算掺硼的非晶硅薄膜的光学带隙.实验结果表明,随着硼掺杂量的增加,掺杂非晶硅薄膜样品在同一波长处的折射率先增大后减小,而且每一样品均随着入射光波长的增加而减小,在波长500 nm处的折射率均达到4.3以上;薄膜的消光系数和吸收系数随着硼掺杂量的增大而增大,在500 nm处的吸收系数可高达1.5×105 cm-1.在实验的硼掺杂范围内,光学带隙从1.81 eV变化到1.71 eV.

关键词: RF-等离子体增强化学气相沉积方法 , 非晶硅薄膜 , 折射率 , 消光系数 , 吸收系数 , 光学带隙

淀粉包覆纳米银粒子的简易合成及其抗菌性能

高向华 , 王慧芳 , 章海霞 , 陈晓丽 , 魏丽乔 , 许并社

稀有金属材料与工程

提出一种绿色环保的简易方法来制备纳米银粒子.通过水浴加热,在淀粉的保护下,用葡萄糖还原硝酸银形成纳米银粒子;利用HRTEM、XRD等分析了淀粉包覆纳米银粒子的结构,表明所制得的复合粒子具有包覆层(淀粉)和中心核(Ag)的复合纳米结构.UV-Vis吸收光谱测试表明,胶态的纳米银粒子的吸光度随加热时间的延长而增加,当加热时间达4h时,吸光度值趋于稳定.TEM结果表明,纳米银粒子的形状为球形、单分散、平均粒径20 nm左右.采用抑菌环法对纳米银溶胶的抗菌性能进行检测,结果表明:抑菌环直径均大于7 mm,纳米银对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌有抑菌作用.

关键词: 纳米银粒子 , 等离子体共振吸收峰 , 淀粉 , 抗菌性能

电场辅助铝诱导晶化非晶硅薄膜

夏冬林 , 王慧芳 , 石正忠 , 张兴良 , 李蔚

人工晶体学报

以氢气稀释的硅烷和氢气为反应气体,利用PECVD法先在玻璃衬底上生长非晶硅薄膜,然后利用磁控溅射法在非晶硅薄膜上镀制铝膜,最后将镀有铝膜的非晶硅薄膜样品置于快速热处理炉中,在外加电场辅助条件下,在氮气气氛下对薄膜样品进行退火制备多晶硅薄膜.本论文研究了不同外加电场强度和退火时间对非晶硅薄膜晶化的影响.利用XRD、SEM和Raman等测试方法对薄膜样品的晶相结构、表面形貌和晶化程度进行了表征.实验结果表明,在外加横向电场辅助铝诱导晶化的条件下,非晶硅薄膜在500 ℃低温下成功地转化成多晶硅薄膜,并且随着横向电场强度的增大以及退火时间的延长,薄膜的晶化程度增强,晶粒尺寸增大.

关键词: 非晶硅薄膜 , 多晶硅薄膜 , 金属诱导晶化 , 等离子体增强化学气相沉积

结合体系对氮化后碳化硅基浇注料冷/热态强度的影响

王慧芳 , 周宁生 , 张三华 , 毕玉保

硅酸盐通报

本工作研究了二氧化硅微粉+铝酸钙水泥(MS+ CAC),二氧化硅微粉+水合氧化铝(MS+ HA),二氧化硅溶胶三种不同结合体系对添加9％硅粉的碳化硅基浇注料1420℃氮化后的冷态耐压强度,冷态和800～1400℃热态抗折强度的影响,应用SEM,XRD和EDAX,分析了不同试样中的物相及显微结构.结果表明,无水泥的结合体系结合的试样氮化后由于基质不含玻璃相,因而高温下更稳定,原位形成的氮化物呈网络状,使1200℃以上强度保持率高;含水泥的结合体系结合的试样基质中有CAS2相,形成的氮化物为粒状或柱状,使热态强度降低显著.

关键词: 强度 , 结合体系 , 氮化 , 碳化硅 , 浇注料

铁、镁含量及热处理对压铸铝硅合金组织和拉伸性能的影响

王慧芳 , 龙思远 , 吴星宇 , 雷宇涵 , 黎远松

机械工程材料 doi:10.11973/jxgccl201602005

采用普通压铸和真空压铸工艺制备了铁和镁含量不同的铝硅合金，并对它们进行固溶和时效热处理，研究了铁、镁含量对普通压铸合金组织和拉伸性能的影响，以及热处理对真空压铸合金拉伸性能及断口形貌的影响.结果表明：当铝硅合金中镁的质量分数为0．55％时，铁的质量分数不能超过0．60％，否则过量的铁易生成针片状 Al9 Fe2 Si2相，该相会恶化合金的拉伸性能；镁元素的添加能使针片状 Al9 Fe2 Si2相转变为 Al8 Mg3 FeSi6相，在一定程度上消除铁元素的有害影响，提高合金的拉伸性能；辅以真空条件可使压铸合金的抗拉强度提高12％，热处理可使真空压铸合金的抗拉强度提高26．17％.

关键词: 真空压铸 , 铝硅合金 , 拉伸性能 , 热处理