陵水黎族自治县双金属复合耐磨管

 选择合适的反应温度和保温时间非常重要，温度的高低决定了反应的进行与否，温度一定的条件下保温时间越长，氮化硅的合成反应就越充分。原料碳硅比对Si3N4的形貌有重要的影响，适当的增加碳硅比有利于合成分散性较好的双金属复合耐磨管。以硅溶胶、氢氧化铝，炭黑为原料，在添加剂Fe2O3的作用下采用溶胶凝胶-碳热还原法合成了β-Sialon粉体。
实验结果表明，在1400℃氮气流量为1L/min的气氛下保温5h能够合成粒度均匀的亚微米级α-Si3N4粉体，在1450℃时合成了β-Si3N4含量为5%的氮化硅复相粉体。通过扫描电镜、X射线衍射及透射等分析手段对合成的产物进行分析对比，研究了合成温度、保温时间及添加剂含量对双金属复合耐磨管的影响。添加1.5%Fe2O3作为催化剂，在1400℃氮气流量为1L/min保温4小时的条件下碳热还原合成了单相β-Sialon粉体，其分子式为Si5AlON7。
扫描电镜显示，所得粉体为长柱状，晶体均匀，粒径在0.4μm左右通过X射线衍射分析可知，反应开始时体系中先形成莫来石，并伴有O-Sialon及X-Sialon的产生，随后莫来石会在高温下与O-Sialon及X-Sialon一起被碳热还原成β-Sialon，温度在1400℃时也会有SiC产生，但会随着时间的转化为β-Sialon。以氮化硅喷雾造粒粉为原料,通过高温常压烧结及热等静压处理烧坯两种制备方法获得的氮化硅陶瓷材料,进行了陶瓷显微组织结构、热导率与抗热震性能研究。结果表明热等静压处理能够消除烧结体的残余孔隙,有利于提高陶瓷的强度、热导率和抗热震性能。 

 对材料性能的系统测试考察烧结助剂含量对双金属复合耐磨管材料力学性能及热导率的影响规律。研究结果表明，以CeO2为烧结助剂，氮化硅的相变转换率为**；当CeO2含量不**过8mol%时，氮化硅晶界相的构成主要为Ce4.67（SiO4）3O、Si2ON2以及Ce2Si2O7，其结晶析出状况随烧结助剂含量增加呈规律性变化；晶粒尺寸随烧结助剂含量增加变化微弱长柱状晶数目增多。采用适当的烧结助剂可有效提高双金属复合耐磨管的热导率，增加双金属复合耐磨管断裂韧性，促进材料性能完善。
选择α-Si3N4为烧结原料，以CeO2为烧结助剂，在烧结温度为1800℃，烧结时间为1h，单轴压力为30MPa条件下热压烧结制备出不同烧结助剂含量的高致密氮化硅陶瓷材料。本文通过对所制备氮化硅陶瓷材料的物相分析、微观形貌分析的表征，研究烧结助剂含量变化对双金属复合耐磨管晶界相构成、相变率及晶粒尺寸的作用机理，通过烧结助剂CeO2通过对晶界相及微观结构的影响作用于氮化硅陶瓷材料相对密度、强度、硬度及断裂韧性，CeO2含量变化对双金属复合耐磨管材料力学性能影响显着。
当CeO2含量不**过7mol%时，氮化硅陶瓷材料的热扩散系数及热导率随CeO2含量增加而升高，CeO2含量由1mol%增加至7mol%时，双金属复合耐磨管热扩散系数增加50%，热导率增加38.7%。且氮化硅热传导导机制为声子导热，其热导率的大小依赖于氮化硅晶粒的净化程度双金属复合耐磨管具有高性能(如强度高、抗热震稳定性好、疲劳韧性高、室温抗弯强度高、耐磨、抗氧化、耐腐蚀性好等).