陶瓷纤维
耐火纤维亦称陶瓷纤维,是目前除纳米隔热材料以外,导热率最低、绝热节能效果最好的耐火材料。它具有重量轻、耐温高、保温效果好、施工方便等诸多优点,是优质的工业炉衬里材料。
耐火纤维材料与传统的耐火砖,耐火浇注料等材料相比,具有以下性能特点及应用优势:
a) 重量轻(减轻窑炉负荷、延长炉体寿命):耐火纤维是一种纤维状耐火材料,最常用的耐火纤维毯,体积密度为96~128Kg/m3,而采用纤维毯折叠而成的耐火纤维模块体积密度在200~240
Kg/m3之间,重量是轻质耐火砖或不定型材料的1/5~1/10,是重质耐火材料的1/15~1/20。可见,耐火纤维炉衬材料可以实现加热炉的轻型、高效化,减轻窑炉负荷,延长炉体寿命。
b) 低热容量(吸热少、升温快):炉衬材料的热容量一般与炉衬的重量成正比,低热容量意味着窑炉在往复操作中吸收的热量少,同时升温的速度加快。陶瓷纤维的热容量仅为轻质耐热衬里和轻质耐火砖的1/10,大大减少了炉温操作控制中的能源耗量,尤其对间断式操作的加热炉,具有非常显著的节能效果。
c) 低导热率(热损失少):陶瓷纤维材料在平均温度200℃时,导热系数小于0.06W/mk,平均400℃时小于0.10
W/mk,约为轻质耐热不定型材料的1/8,为轻质砖的1/10左右,而陶瓷纤维材料与重质耐火材料的导热系数相较而言,可以忽略不计。所以耐火纤维材料的绝热效果非常显著。
d) 施工简便(无需留设膨胀缝):施工人员经过基本培训即可上岗,施工技术因素对炉衬绝热效果的影响小。
e) 使用范围广:随
着耐火纤维生产及应用技术的发展,耐火陶纤制品已经实现了系列化与功能化,产品从使用温度上,可以满足从600℃至1400℃不同温度档次的使用要求。从
形态上已逐渐形成了从传统的棉、毯、毡产品到纤维模块、板、异型件、纸、纤维纺织品等多种形态的二次加工或深加工产品。可以满足各行业不同工业炉对耐火陶
纤制品的使用需求。
f) 抗热震:耐火纤维折叠模块对剧烈的温度波动具有特别优良的抵抗性能,在被加热物料能承受的前提下,纤维折叠模块炉衬可以以任意快的速度加热或冷却。
g) 抗机械震动(具有柔性和弹性):陶瓷纤维毯或毡具有柔性和弹性,而且不易破损,安装完毕的整体炉窑在受冲击或受路途运输的振动时不易损坏。
h) 不需烘炉:无需烘炉程序(如:养护、干燥、烘烤、复杂的烘炉过程以及寒冷天气下的保护措施),炉衬施工完毕即可投入使用。I)
隔音性能好(降低噪声污染):陶瓷纤维能降低频率小于1000赫兹的高频噪声,对小于300HZ的声波,隔声能力优于常用隔声材料,能显著降低噪声污染。
j) 自动化控制能力强:陶瓷纤维炉衬的高热敏性,更能适应加热炉的自动化控制。
k) 化学性稳定:陶瓷纤维炉衬的化学性能稳定,除磷酸、氢氟酸和强碱外,其它酸、碱以及水、油、蒸汽均不被侵蚀。
济南火龙热陶瓷有限公司是一个集陶瓷纤维产品研发、生产、销售、应用为一体的高新技术企业,公司生产装备先进、技术力量雄厚,下设二个生产分厂和一个研究所,是国内领先的陶瓷纤维和纳米孔体隔热材料生产研发基地。
HLGX硅酸铝(陶瓷纤维)耐火纤维400-0531-696
陶瓷辊棒是一细长的陶瓷圆筒,在该陶瓷圆筒的筒壁上的两端各设有开孔,可以各是一个或各是两个。通过该开孔,结合金属片或陶瓷片,可以实现方便可靠的与轴承等配件结合,从而提高传动效率,还可以实现以齿轮传动的方式,使该陶瓷辊棒主动转动。避免陶瓷辊棒在皮带传动过程中的卡死、停转堵塞等情况的发生。陶瓷棍棒(氧化铝辊棒)是辊道窑中最关键的耐火材料,在窑炉中起承载和传送产品的作用。随着陶瓷生产的发展以及辊道窑在建筑卫生陶瓷、日用瓷及特种陶瓷中有着广泛的应用,对窑炉中所使用的耐火材料的要求在不断提高,特别是对辊棒的强度和高温力学性能提出了更新的要求。氧化铝陶瓷辊棒是国内、外陶瓷辊棒的发展趋势,因为它完全满足墙地砖生产的各种需求,具有其它陶瓷辊棒所不能及的优点。陶瓷辊棒简介:它应用于玻璃陶瓷工业中的辊道窑。陶瓷辊棒的主要作用是传输陶瓷或玻璃产品,耐高温高热,需要常清理辊棒表面。目前主要应用广泛的陶瓷辊棒有刚玉辊棒。高温辊棒的使用方法:①辊棒两端内腔要填塞长30-50mm的耐火纤维棉,塞入深度60-80mm长,但不要超过100mm.②辊棒表面保护涂层可以减少化学物质对辊棒的腐蚀作用,降低断辊事故的发生,所以辊棒入窑前表面要涂上保护涂层。上浆长度一般比窑内有效宽度长100mm为妥,厚度0.8mm-1.2mm之间,具体使用方法清参考辊棒保护涂料的介绍。
陶瓷纤维的现状及发展趋势
早在1941年,美国巴布考克·维尔考克斯公司就利用天然高岭土经电弧炉熔融后喷吹成了陶瓷纤维。20世纪40年代后期,美国有两家公司生产硅酸铝系纤维,并第1次将其用于航空工业。进入50年代,陶瓷纤维已正式投入工业化生产,到了60年代,已研制开发出多种陶瓷纤维制品,并开始用于工业窑炉的壁衬。1973年全球出现能源危机后,陶瓷纤维获得了迅速的发展,其中以硅酸铝系纤维发展最快,每年以10%~15%的速度增长。美国和加拿大是陶瓷纤维的生产大国,年产量达到了10万t左右,约占世界耐火纤维年总产量的1/3。欧洲的陶瓷纤维产量位于第三,年产量达到6万t左右。在年产30万t的陶瓷纤维中,各种制品的比例大致为:毯和纤维模块45%真空成型板、毡及异形制品25%散状纤维棉15%:纤维绳、布等织品6%纤维不定形材料6%:纤维纸3%。
陶瓷纤维制品的应用领域主要是加工工业和热处理工业(工业窑炉、热处理设备及其它热工设备),其消耗量约占40%,其次是钢铁工业,其消耗量约占25%。国外在提高陶瓷纤维产量的同时,注意研制开发新品种,除1000型、1260型、1400型、1600型及混配纤维等典型陶瓷纤维制品外,近年来在熔体的化学组分中添加ZrO2、Cr2O3等成分,从而使陶瓷纤维制品的最高使用温度提高到1300℃。此外,有些生产企业还在熔体的化学组分中添加CaO、MgO等成分,研制开发成功多种新产品。如可溶性陶瓷纤维含62%~75%Al2O3的高强陶瓷纤维及耐高温陶瓷纺织纤维等。因此,目前在国外陶瓷纤维的应用带来了十分显著的经济效益,导致陶瓷纤维的应用范围日益扩大,一些主要工业发达国家的陶瓷纤维产量继续保持持续增长的发展势头,其中尤以玻璃态硅酸铝纤维的发展最为迅速。同时,随着陶瓷纤维应用范围的不断扩大,导致陶瓷纤维制品的生产结构随之发生重大改变.如陶瓷纤维毯(包括纤维块)的产量由过去占陶瓷纤维产量的70%下降至45%陶瓷纤维深加工制品(如纤维绳、布等纤维制品)、纤维纸、纤维浇注料、可塑料、涂抹料等纤维不定形材料的产量大幅度增长,接近于陶瓷纤维产量的15%。陶瓷纤维新品种的开发生产和应用,大大促进了陶瓷纤维的应用技术和施工方法的发展。
我国陶瓷纤维生产起步较晚,在20世纪70年代初期,才先后在北京耐火材料厂和上海耐火材料厂研制成功并投入批量生产。其后10余年主要以“电弧炉熔融、一次风喷吹成纤、湿法手工制毡”的工艺生产陶瓷纤维制品,工艺落后,产品单一。自1984年首钢公司耐火材料厂从美国CE公司引进电阻法甩丝成纤陶瓷纤维针刺毯生产线后.至1987年,又有河南陕县电器厂、广东高明硅酸铝纤维厂和贵阳耐火材料厂分别从美国BW公司和Ferro公司引进了3条不同规模、不同成纤方法的陶瓷纤维针刺毯生产线及真空成型技术,从此改变了我国陶瓷纤维生产工艺、生产设备落后和产品单一的面貌。
自1986年开始.我国通过对引进的陶瓷纤维生产设备和工艺消化、吸收,并结合国情研制、设计建成了不同类型的电阻法甩丝(或喷吹)成纤干法针刺毯生产线82条,安装在45家企业内。年产量已达到10万t以上,成为世界最大的生产国。产品品种多样化.除批量生产低温型、标准型、高纯型、高铝型等多种陶瓷纤维针刺毯及超轻质树脂干法毡(板)外.还可生产14%~17%ZrO2的合锆纤维毯。其使用温度可达1300℃以上。
20世纪80年代末期,日本直井机织公司、车铁及英特莱等机织品公司相继在北京投资建成了陶瓷纤维纺织品专业生产企业,并批量生产陶瓷纤维布、带、扭绳、套管、方盘根等陶瓷纤维纺织品,纤维织品生产所需的散状纤维棉及工艺装备均已实现了国产化。90年代初,北京、上海、辽宁鞍山、山东、河南三门峡等地先后从美国、法国、日本等国引进了陶瓷纤维的喷涂技术和设备并在冶金、石化部门工业窑炉上应用了陶瓷纤维喷涂炉衬,节省了能耗,取得了良好的经济效益,现已得到了普遍推广,并在冶金、石化和机械等部门工业炉和加热装置中的应用取得了成功的经验。与陶瓷纤维喷涂技术同步发展的陶瓷纤维浇注料、可塑料、涂抹料等纤维不定形材料,不仅已建有国内生产企业,而且已在各类工业窑炉、加热装置和高温管道上推广应用。
因此,目前我国陶瓷纤维已处于持续调整发展的阶段,陶瓷纤维的生产工艺与设备,尤其是干法针刺毯的生产工艺与设备具有世界先进水平,含铬、含锆硅酸铝纤维板,多晶氧化铝纤维,多晶莫耒石纤维及混配纤维制品等新型陶瓷纤维与制品相继开发成功,并投放了工业化生产,使纤维状轻质耐火材料构成了完整的系列产品。陶瓷纤维应用范围的不断扩大,致使高强度、抗风蚀硬性纤维壁衬应用日益普及。同时,陶瓷纤维生产技术的发展,也大大推动了陶瓷纤维的应用技术和施工方法的发展。
陶瓷纤维的化学组成与结构性质
1 陶瓷纤维的化学组成
陶瓷纤维的化学组成见表1所示。
表1 陶瓷纤维的化学组成
2 陶瓷纤维的结构性质
陶瓷纤维的直径一般为2μm~5μm,长度多为30mm~250mm,纤维表面呈光滑的圆柱形,横截面通常是圆形。其结构特点是气孔率高(一般大于90%),而且气孔孔径和比表面积大。由于气孔中的空气具有良好的隔热作用,因而纤维中气孔孔径的大小及气孔的性质(开气孔或闭气孔)对其导热性能具有决定性的影响。实际上,陶瓷纤维的内部组织结构是一种由固态纤维与空气组成的混合结构,其显微结构特点在固相和气相都是以连续相的形式存在,因此,在这种结构中,固态物质以纤维状形式存在,并构成连续相骨架,而气相则连续存在于纤维材料的骨架间隙之中。正是由于陶瓷纤维具有这种结构,使其气孔率较高、气孔孔径和比表面积较大,从而使陶瓷纤维具有优良的隔热性能和较小的体积密度。
陶瓷纤维的机械物理性能
陶瓷纤维品种较多,其化学成分也不相同,因此其机械物理性能也有较大的差异,现选择具代表性的4种主要陶瓷纤维的典型性能列于表2。
表2 4种陶瓷纤维的典型性能
瓷纤维的制造方法
1 化学气相反应法
化学气相反应(CVR)法是以B2O3为原料,经熔纺制成B2O3纤维,再置于较低的温度和氨气中加热,使B2O3与氨气反应生成硼氨中间化合物,再将这种晶型不稳定的纤维在张力下进一步在氨气或氨与氮的混合气体中加热至1800℃,使之转化成BN纤维,其强度可高达2.1GPa,模量可达345GPa。
2 化学气相沉积法
化学气相沉积(CVD)法系由钨芯硼纤维氮化而成。制造时,先将硼纤维加热至560℃进行氧化,再将氧化纤维置于氨中加热至1000℃~1400℃,反应约6h后即可制得BN纤维。
3 聚合物前躯体法
聚合物前躯体法是由聚硼氮烷熔融纺丝制成纤维后进行交联,生产不熔化的纤维.再经裂解制成纤维。
Si3N4纤维有两种制法:一是以氯硅烷和六甲基二硅氮烷为起始原料,先合成稳定的氢化聚硅氮烷,经熔融纺丝制成纤维,再经不熔化和烧制而得到Si3N4纤维二是以吡啶和二氧化硅烷为原料,在惰性气体保护下反应生成白色的固体加成物,再于氮气中进行氨解得到全氢聚硅氮烷,再置于氮气中进行氨解得到全氢聚硅氮烷.再置于烃类有机溶剂中深解配置成纺丝溶液,经干法纺丝制成纤维,然后在惰性气体或氨气中于1100℃~1200℃温度下进行热处理而得氮化硅纤维。
SiBN3C纤维也是采用聚合物前躯体法生产的,是一种最新的陶瓷纤维,起始原料为聚硅氮烷,经熔融纺丝、交联、不熔化和裂解后制得纤维。
SiO2纤维是通过与制备高硅氧玻璃纤维相同的工艺制得的,先制成玻璃料块,再进行二次熔化,采用铂金坩锅拉丝炉进行熔融纺丝,温度约1150℃.得到纤维或进一步加工成织物等成品后用热盐酸处理,除掉B2O3HNa2O成分,再进行烧结使纤维中SiO2的质量分数达到95%~100%。另外,还有以SiO2为原料,配制成高粘度的溶胶后进行纺丝,制得前躯体纤维后,再加热至1000℃,便可制得纯度为99.999%的石英纤维。此外,还可用石英棒或管用氢氧焰熔融拉成粗纤维,然后再以恒定速度通过氢氧焰或煤气火焰高速拉成直径为4μm~10μm的连续长纤维,SiO2含量为99.9%。
陶瓷纤维的应用领域
陶瓷纤维是一种新型纤维状轻质耐火材料,应用领域很广,主要用于金属基和陶瓷基复合材料和隔热功能材料,如应用于航空、航天和其它要求耐高温和较好力学性能的部件,包括烧蚀材料(如宇航器重返大气层的隔热罩、火箭头锥体、喷嘴、排气口和隔板等)。此外,还可应用于熔融金属或高温气液体的过滤材料和耐极高温的绝热材料等。
目前陶瓷纤维发展的趋势
1 陶瓷纤维产品品种和生产规模持续发展
自20世纪90年代以来.一些大的陶瓷纤维生产企业为了增强抗风险的能力,纷纷组建集团,并进行了内部结构调整.淘汰了一些落后的工艺与设备及生产线,在产品结构上作了较大的调整,大幅度压缩了在国际市场上竞争力较差的普通硅酸铝纤维产品,扩大了高纯硅酸铝纤维、含铬纤维、含锆纤维、多晶氧化铝纤维和多晶莫耒石纤维等产品的生产能力。同时,一些大的陶瓷纤维企业开发成功并批量生产用于特殊应用领域的多晶氧化锆纤维、氮化硅纤维、碳化硅纤维、硼化物纤维等新产品,如美国DuPont(杜邦)公司生产的多晶氧化铝长纤维(商品名为FP纤维),含有99.9%多晶α—Al2O3,纤维直径为20μm,主要用于制造纺织物。随着科学技术的发展,先进的复合材料已研制开发成功,其增强体主要是连续长纤维和晶须,其中碳化硅纤维与晶须在复合材料中应用最广,由碳化硅纤维增强的金属基(钛基)复合材料、陶瓷基复合材料已用于制造航天飞机部件、高性能发动机等耐高温结构材料,是21世纪航空航天及高技术领域的新材料。
2 陶瓷纤维制造工艺、方法与技术快速发展
目前,“电阻法喷吹成纤、干法针刺制毯”和“电阻法甩丝成纤、干法针刺制毯”仍为国际上陶瓷纤维生产的两种典型的工艺技术。由于陶瓷纤维的应用范围越来越扩大,以及随着高新技术的发展,要求陶瓷纤维产品向功能性方向发展,以满足特定领域内所需的专用功能性产品,如使产品具有优良的耐高温性能、机械力学性能、柔韧性能和可纺性能等。
在制造方法方面,熔融法与化学法(胶体法)同时并存且同步发展,以适应不同品种用途的需要。熔融法常用于生产非晶质(玻璃态)纤维,其技术含量低,生产成本低,产品的应用量大面广,主要用于工业窑炉、加热装置耐火、隔热应用领域中的基础材料。化学法用于生产多晶晶质纤维,该法技术含量高,生产成本也高,附加值高,但产品仍较少,主要用于1300℃以上高温工业窑炉的耐火隔热及航天、航空、核能等尖端技术领域。
3 提高陶瓷纤维生产原料的纯度,发展生产能力较
陶瓷纤维的产品质量主要取决于原料的质量,一些工业发达国家的陶瓷纤维生产企业都是以高纯度合成粉料为原料,使熔融法生产的非晶质纤维化学组成中的Fe2O3、Na2O、CaO等有害杂质的含量低于1%,从而提高了纤维板的质量和耐热性能。
4 大新产品研制开发力度
一般是对现有的工艺设备和生产工艺进行改造与完善,生产功能性产品,扩大应用领域。新产品的开发主要有:晶质氧化铝连续长纤维、复合材料生产用的新型纤维增强体和纳米结构晶质氧化铝连续长纤维的开发等。
ptc陶瓷加热主要材料是ptc陶瓷发热元件、铝管,具有升温速度快、热阻小、功率小、换热效率高、储热久的特点,它具有自动恒温的效果。但可使用温度比较低,只能用于200度以下的电器使用,存在局部弥散性击穿等问题,且容易氧化寿命也会比较短。
碳纤维加热则是以碳纤维为发热体,它具有节能、快速升温、加热速度快、环保、健康、耐氧化、耐高温、电热转化效率高、寿命高等优点。但它要使用比较高的功率,发热时的温度也比较高,容易引发火灾隐患。
碳纤维和ptc加热棒相比,肯定是ptc加热棒更加省电,它的功率是比较低的,但加热速度比较慢。如果单纯从省电角度来讲的话,可以考虑ptc加热棒。不过碳纤维加热体也有自己的优点,因此可以综合各方面要素进行考虑再来选择自己觉得性价比比较好的材质。
陶瓷辊棒是一细长的陶瓷圆筒,在该陶瓷圆筒的筒壁上的两端各设有开孔,可以各是一个或各是两个。通过该开孔,结合金属片或陶瓷片,可以实现方便可靠的与轴承等配件结合,从而提高传动效率,还可以实现以齿轮传动的方式,使该陶瓷辊棒主动转动。避免陶瓷辊棒在皮带传动过程中的卡死、停转堵塞等情况的发生。陶瓷辊棒刚买来的时候就要在两关内腔里面添加100毫米长的陶瓷散棉,同时也要在棍棒的一端标记好,在窑里面用了一次就要进行标记一次,这样可以方便知道棍棒使用了多长的时间。陶瓷辊棒是在钢化炉当中非常重要的一个组成部分,用来承载和运输各种物料,对整个设备的运行影响非常大,因此在使用陶瓷辊棒之前一定要对它的质量进行检查,检查的时候主要是它的尺寸公差,抗弯以及抗热震能力,还有它的耐火和耐磨能力。在陶瓷辊棒刚买来的时候就要在两关内腔里面添加100毫米长的陶瓷散棉,同时也要在棍棒的一端标记好,在窑里面用了一次就要进行标记一次,这样可以方便知道棍棒使用了多长的时间。
各类陶瓷纤维制品的材料都是由陶瓷纤维棉经过拉丝、绑缚和加工制作而成,如:陶瓷纤维板是有陶瓷纤维棉绑缚而成的,陶瓷纤维模块是有陶瓷纤维棉加工而成的,许多的陶瓷纤维产品结束都是陶瓷纤维棉,是经过加工出现了各种的陶瓷纤维产品,所以陶瓷纤维棉的材料和制作技能也就成了优质陶瓷纤维产品的主要因素。
陶瓷纤维棉是将高纯度的黏土熟料、氧化铝粉、硅石粉、铬英砂等材料在工业电炉中高温熔融,构成流体。然后选用压缩空气喷吹或用甩丝机甩丝成纤维状,经过集棉器集棉,构成陶瓷纤维棉。所以它具有了耐高温而且还保温的优质特性,这一特性使得它在工业窑炉中的作用越来越大。
按耐火温度分为:普通型,标准型,高纯型,高铝型,锆铝型,含锆型,耐火温度在950-1400度
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150、mg-zn-al基镁合金及其熔炼
151、镁合金整体圆筒挤冲技术
152、镁合金锆化合物除硅熔剂及其产
153、镁合金板改质及镁合金板
154、镁镁合金熔融体净化用泡沫陶瓷
155、种镁合金表面化清洗工艺及清洗液
156、消失模铸造镁合金及其熔炼
157、高效高镁合金包芯线制造工艺
158、种镁合金表面阴、阳双极微弧电沉积陶瓷层
159、高流性消失模铸造镁合金及其熔炼
160、除镁合金材料涂层
161、种镁合金熔炼保护气体合装置
162、种机车用铝镁合金燃油箱
163、通用发电机镁合金支架
164、种用于镁合金熔炼保护线混合供气设备
165、通用发电机镁合金箱盖
166、种镁合金自行车车架
167、种手机机芯镁合金屏蔽罩
168、带保护层镁合金金属眼镜框架
169、铸造熔炼镁合金净化吹气装置
170、脚踏车镁合金轮圈制轮面构造
171、镁合金板及其制造
172、机铝配合物产及其用于产铝-镁合金电化沉积用电解质溶液用途
173、表面具导电性阳极氧化膜镁或镁合金制品及其制造
174、消失模铸造镁铝系镁合金复合变质处理
175、含硅高锌镁合金及其制备工艺
176、镁合金液搅拌精炼器
177、铸造阻燃镁合金
178、纳米铝镁合金工艺品制作
179、纳米铝镁合金仿木纹家具制作
180、采用铝镁合金制备复合铁粉降解水含卤机物
181、变形镁及镁合金板材轧制加工
182、耐蚀性锌铝镁合金镀层钢材产及锌铝镁合金镀层钢材
183、种镁合金丝拉拔
184、触变型用镁合金坯料制造
185、镁合金变速器箱体压铸模具
186、纳米铝镁合金铝艺门
187、压铸机用步进式镁合金定量送料装置
188、镁、镁合金表面化处理及表面镀
189、种镁合金丝拉拔装置
190、镁合金化镀镍溶液及其施镀
191、镁合金熔模精密铸造模壳制备工艺
192、镁合金磷化溶液及其磷化工艺
193、专用于镁合金熔炼坩埚
194、镁合金用复合坩埚材料制备
195、镁合金玻璃体覆盖熔剂及其产
196、ti细化mg-al-ca抗蠕变镁合金及其熔铸工艺
197、镁及镁合金化镀镀液配
198、镁及镁合金复合保护阻燃覆盖熔剂及其产
199、高强度高塑性mg-al基镁合金
200、镁及镁合金化镀镀液配
201、镁及镁合金高耐蚀性复合镀层及其制备工艺
202、镁合金激光表面强化修复
203、铝合金、镁合金低频电磁场水平连续铸造工艺与设备
204、镁合金表面化工艺
205、用于镁合金工件表面处理
206、镁合金真空压力铸造机
207、镁合金试棒简易拉伸蠕变试验
208、镁合金型制品铝锌系表面耐蚀涂层结构及其制备工艺
209、镁合金复合形
210、镁合金薄板气胀型
211、镁及镁合金氟聚合物协合涂层处理工艺
212、种提高镁合金耐蚀性复合处理
213、制造超塑型及扩散连接镁合金制品
214、镁合金硫酸镍主盐镀液及其化镀工艺
215、高强度变形镁合金
216、镁合金氰镀铜化镀镍与电镀工艺
217、电缆编织屏蔽用铝镁合金丝及其产
218、采用二氟甲烷保护气氛镁合金熔炼
219、采用11-二氟乙烷保护气氛镁合金熔炼
220、具优良耐热性、铸造性低本铸造用耐热镁合金
221、种镁合金及其复合材料制备工艺
222、镁合金零件表面机填充剂及其使用工艺
223、镁合金贫液半固态冲击挤压形技术
224、高强变形镁合金制备工艺
225、镁合金压铸及其金属制品
226、廉价含ca高强耐热变形镁合金
227、用于镁合金抗腐蚀、铬酸盐转化涂层
228、种含稀土钇高塑性镁合金
229、种废镁合金收
230、镁合金表面sic+al堆焊
231、种含锂镁合金材料及其制备
232、变形镁合金薄板带连续铸轧工艺
233、镁合金压铸机
234、锌铝铜镁合金丝制备
235、种镁合金热处理实验用井式电阻炉炉体
236、通用发电机镁合金框架
237、种具铝锌系表面耐蚀涂层汽车摩托车镁合金轮毂
238、镁合金熔炼炉
239、镁合金薄板真空扩散焊接
240、镁或镁合金重熔熔解坩埚
241、耐热抗蠕变镁合金及其制造
242、原位合准晶及其近似相增强高性能耐热镁合金
243、az61镁合金半固态坯料制备
244、种镁合金表面防护层喷涂工艺
245、种镁合金表面处理
246、种铝镁稀土合金
247、镁合金石膏型熔模铸造工艺
248、稀土铝镁合金粉制备
249、氯化物电解共析制取铈镁合金
250、耐热镁合金
251、抗蠕变耐腐蚀镁合金
252、含铍镁合金该合金半固态制造及该合金制品
253、耐热镁合金形部件、用于形耐热镁合金及其形
254、镁或镁合金水平直接式冷硬铸造装置、结晶器
255、具优越高温性能模铸性镁合金
256、铝-镁合金板或挤压件
257、镁合金型制品及其制造
258、镁基复合材料或镁合金基复合材料产
259、种铝镁合金屑制备及其产品
260、镁合金构件及其应用
261、塑性变形阻燃镁合金及其熔炼塑性变形工艺
262、铸造阻燃镁合金及其熔炼铸造工艺
263、镁合金化改性皮膜非铬系处理配
264、压铸阻燃镁合金及其熔炼压铸工艺
265、镁合金压铸及压铸制品
266、镁合金锻造材料锻造构件及制造锻造构件
267、特别适用于汽车应用、新焊、耐腐蚀、高镁含量铝-镁合金
268、镁合金保健保温杯
269、特别适用于交通运输、焊、耐腐蚀铝-镁合金
270、特别适用于航空应用、新焊、耐腐蚀、高镁含量铝-镁合金
271、镁或镁合金表面处理制品表面预处理涂装
自发现压电性能以来,压电学己成为晶体物理学的一个重要分支。直到1944年,人们对“压电陶瓷”这个术语仍不理解。大约在1940年以前,只知道有两类铁电体,一类是罗息盐与某些关系密切的酒石酸盐;一类是磷酸二氢钾和它的同晶型物。前者是一种在高温下具有压电性的晶体,在技术上具有使用价值,但是它有容易潮解的缺点;后者要在极低的温度(低于148℃)下才具有压电性,因此工程上应用价值不大。二次大战中,1942年到1945年期间,美国的韦纳等人、苏联的伍尔和戈德曼、日本的小川分别发现钛酸钡(BaTiO3)具有异常高的介电常数。此后不久,有人发现BaTi03具有压电性。BaTiO3陶瓷的发现是压电陶瓷材料的一个飞跃。在此以前,压电材料只是压电单晶材料。从此以后,压电材料有了两大类:压电单晶和压电陶瓷。
1947年,美国Roberts在BaTiO3陶瓷上,施加高压进行极化处理,获得了压电陶瓷的压电性,同年,美国出现了用BaTi03陶瓷制造的留声机用拾音器。由于BaTiO3压电陶瓷材料和石英晶体、罗息盐压电单晶相比,具有制备容易,且可制成任意形状和任意极化方向的产品等优点,随后,日本积极开展利用BaTiO3压电陶瓷制作超声换能器、高频换能器、压力传感器、滤波器、谐振器等各种压电器件应用研究,这种研究一直进行到20世纪50年代中期。虽然如此,BaTiO3陶瓷也有缺点,即它的压电性比罗息盐弱,而且压电性随温度和时间变化又比石英晶体大。为了提高这些方面的性能,有人对BaTi03陶瓷进行了改性试验。通过改性试验除了获得一些改良型的BaTi03陶瓷材料外,还发现了许多与BaTiO3有类似结构的AB03型铁电体或反铁电体。这些实验结果为以后发现新压电材料打下了良好的基础。1954年美国B.贾菲等人发现了压电PbZr03一PbTiO3(PZT)固溶体系统。这一系统材料具有比BaTi03更为优越的性能。在此系统中,各种材料的居里点都比BaTi03高,并存在着与温度无关的准同型相界(MPB)。准同型相界附近的组成,其机电耦合系数、机械品质因数都比BaTi03的大,温度稳定性和时间稳定性都比BaTiO3的好。且经过改性以后,它的压电性能还能提高。由于PZT具有良好的压电性,使它一出现就在压电应用领域逐步取代了BaTiO3的地位。PZT系压电陶瓷的出现对压电陶瓷来说,是一件划时代的大事,它使许多在BaTi03时代不能制作的器件成为可能,并且以后又从它派生出一系列新的压电陶瓷材料。1965年,日本根据斯摩棱斯基法则,在PZT的基础上添加复合钙钛矿型结晶结构的第三成分——铌镁酸铅(Pb(Mg1/3Nb2/3)O3,研制成三元系压电陶瓷材料PCM。这种三元系压电陶瓷材料比PZT陶瓷更易于烧结,而PbO挥发极少,其相界由PZT的点扩展为线,因而其可供选择的组成范围更广,具有比PZT更为优越的性能。故自PCM问世以后,以诸如Pb(Mgl/3Sb2/3)03、Pb(Col,3Nb2,3)03等不同复合钙钛矿型化合物为第三成分及第四成分的三元系、四元系压电陶瓷材料陆续出现122,231。
20世纪70年代中期,Newhnma等人以及他们的合作者提出了柱状PZT
陶瓷周期排列的1.3型压电复合材料的理论模型,分析了其中的横向结构模,
对压电陶瓷棒或压电陶瓷纤维在聚合物基体中的排布问题进行了大量的理论和
实验研究工作,测试了不同陶瓷体积含量压电复合材料的电学特性,并将压电
复合材料应用于水声探测器中。
1988年,清华大学柴京鹤等人对PZT压电陶瓷的低温烧结进行了研究,
他们通过添加少量低熔玻璃以达到降低烧结温度的目的。他们对陶瓷显微结
构、烧结机理和添加剂的作用进行了讨论,所研制的低温烧结瓷料已用于制备
独石压电陶瓷变压器,其空载交流升压比可高达9000以上【24J。
90年代中期,江苏陶瓷研究所的诸爱珍对PZT压电陶瓷的掺杂改性着重作了一些研究和探讨,通过实验总结出等价离子和不等价离子置换Pb2+引起材
料性能改变的一般规律,其中不等价离子包括“硬性’’添加物和“软性’’添加物,以及其它一些添加物。同时实验还表明,单独加入一种添加物往往不能满足性能的要求。为了取长补短,常常用两种或两种以上添加物同时加入,以获得理想的材料性能。
作为PZT的一个基本组成成分PbTi03虽被发现甚早,但由于其烧结困难等制造工艺上原因,长期内不能实际应用。在研究开发PZT之后,对PbTiO3进行了取代、固溶等改进型实验工作,使PbTi03陶瓷逐步趋向实用化。以上所述均属钙钛矿型材料。在研究开发钙钛矿型压电陶瓷材料的同时,也对非钙钛矿型压电陶瓷材料如焦绿石型、铋层状结构、钨青铜型等压电陶瓷材料如进行了探索与研究。这些材料都有潜在的实用价值,其中有些材料已被应用。
我国对压电陶瓷材料的研究开始于五十年代末期,比国外晚了十年左右。经过几十年的努力,我国的压电陶瓷有了很大发展。21世纪初叶,低温压电陶瓷的改进对于压电陶瓷广泛用于电子技术领域起了巨大的推动作用。然而,由于压电陶瓷硬度高、脆性大、难于加工。因此结构复杂的压电陶瓷体的制造一直是一大难题。清华大学材料系新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室GuoDongt利用凝胶注模成型(gelcasting)制备PZT压电陶瓷,解决了压电陶瓷制备中亟待解决的问题。同时低温烧结压电陶瓷也抑制了烧结渗银过程中银离子向陶瓷内部进行扩散。我们知道,陶瓷属于绝缘介质,只有经过极化后的陶瓷才有压电性。但是陶瓷不能象金属那样被直接极化,必须先被金属化。LiQuan lut271利用低温烧结渗银法、化学沉银法,这两种方法解决了陶瓷的极化问题。另一个降低烧结温度的方法基于超细粉体的制备。在保证压电陶瓷材料良好的压电性能的前提下,从能源和环保方面考虑,人们把目光放在了烧结的最初阶段超细粉体的制备。粉体越精细、均匀性越好、表面活性越高、越有利于烧结过程,从而降低烧结温度。目前,关于粉体制备技术有:水热法、solgel、化学共沉淀法等。惠春利用水热法合成粒径小、表面活性大的PZT结晶粉体。实验证明,这种PZT粉体的氧化铅挥发温度为924.71℃。而粒径间的反应温度为911.26℃,从而避免了氧化铅的挥发。Zhao Ming leit以solgel工艺制备的粉料所制出的(Bi0.151sNao.15)1-xBaxTiO3压电陶瓷不仅压电性能得到了较大的提高,其qb(Bi0.15Na0.15)0.94Ba0.06TiO3系陶瓷具有该系列最大的压电常数,d33=173x10-12 c/N。与传统工艺相比,d33提高了近40%。而且,在一定范围内,随Ba含量的增加,材料的剩余极化Pr和矫顽场Ec逐渐减小,退极化温度逐渐降低。最近,清华大学材料科学与工程系陶瓷国家重点实验室利用放电等离子法(SPS)成功合成晶粒尺寸为纳米级的高密度(>90%)钛酸钡BaTiO3纳米晶。放电等离子法(SPS)是一种快速烧结方法,与传统的烧结方法相比,SPS烧结保温时间短、烧结后的致密度高、能显著抑制晶粒在烧结后期长大。
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