一、莫来石—堇青石复相耐火材料的制备及机理研究(论文文献综述)
曹雨桐,马北越,付高峰[1](2021)在《利用煤矸石制备陶瓷材料的研究进展》文中进行了进一步梳理煤矸石作为我国大宗工业固体废弃物,是极具应用潜力的二次资源。煤矸石主要成分为氧化铝和二氧化硅,与天然铝硅系原料组成相近。因此,利用煤矸石为原料制备陶瓷材料,已经成为煤矸石资源化利用的最新途径。本文介绍了利用煤矸石制备陶瓷粉体材料、致密陶瓷材料和多孔陶瓷材料等高附加值材料的研究进展,并展望了其未来发展方向。
焦宇鸿[2](2021)在《SiC/Al复合材料的原位合成与改性研究》文中认为SiC/Al基复合材料由于高比强度、比模量,良好的导热性,膨胀系数可调,在结构材料和电子封装材料领域有巨大的应用潜力,但SiC-Al弱的界面润湿性(初始接触角约160°)和迅速的界面反应极大的限制了 SiC/Al基复合材料制备和性能提升。研究发现调控SiC-Al界面的因素多且复杂,因素间相互影响,调控界面的关键因素仍不明确,限制了 SiC/Al基复合材料性能提升和广泛应用。本文调研了测定SiC/Al基复合材料界面的影响因素,指出合金元素种类和含量、接触时间和温度是调控界面的关键因素。添加合金元素、SiC表面改性和特种工艺能实现SiC/Al界面调控,获得高性能SiC/Al基复合材料。其中,原位自生工艺在获得分散性好,尺寸在纳米-微米尺度的SiC/Al基复合材料方面有巨大的潜力,并可通过调控关键工艺因素获得多尺度纳米SiC/Al基复合材料。本研究采用原位自生工艺,研究了合金元素,温度,酚醛树脂C源等对原位自生SiC的影响,以粉末冶金和铸造技术,成功地通过原位自生工艺制备了 SiC/Al基复合材料,并在此基础上研究了 SiC/Al基复合材料高温原位氧化的物相和显微结构演变规律,工作如下:(1)以酚醛树脂为C源,30%AlMg(其中Mg占合金元素的3-10%),800℃成功制备了高SiC含量(>40%)的SiC/Al基复合材料。研究了 Mg和Si对原位自生SiC产率、微观形貌、机械性能的影响。结果表明:高于10%的Mg添加使得试样中生成了大量Mg2Si,降低了 SiC的产率。适量的Mg添加(3-10%)能够破除原料表面氧化层,降低了原位自生SiC的温度,增加SiC的产率。原位自生SiC工艺中存在制约SiC生成的Si浓度阈值(>17.27%),该值在温度低于800℃时,受温度和体系中Si(l)浓度控制,温度高于800℃时受体系中Si(l)的浓度控制。给出了普适性的测定不同铝合金体系原位自生SiC所需的Si浓度阈值的方法。物相分析表明原位自生的SiC具有立方结构和六方结构,即Resin-Al-Mg-Si体系中原位自生SiC存在两种或以上生长机制。Al10Mg添加在800℃下制备的SiC/Al基复合材料进行力学性能最佳,其最大抗弯强度为251.89 MPa。(2)以不同添加量的闪蒸热解酚醛树脂气体为原料,采用铸造工艺原位自生了低的增强相含量的(SiC,MgO,MgAl2O4)/Al基复合材料,研究了原位自生与铸造工艺相结合,制备SiC/Al基复合材料的关键工艺因素,阐述了酚醛树脂热解气相产物在原位自生SiC中的反应机制,研究了热解树脂量与复合材料力学性能关系。物相分析和显微结构证实了复合材料中原位合成了亚微米尺寸,分散均匀的SiC,MgAl2O4和MgO陶瓷颗粒。闪蒸热解过程产生的大量气体在熔体中形成较强的湍流和搅拌,将原位生成的细小的晶体颗粒均匀地分散在合金基体中。热解气体的化学活性和产率差异是原位自生陶瓷颗粒在基体含量差异的主要因素。显微结构分析表明树脂热解减少了基体中的夹杂的同时,增加了基体中的气孔,抗拉试样的断口形貌分析指出复合材料气孔的增加和基体中板条状的Si削弱了原位自生陶瓷颗粒的增强效果,复合材料的抗拉强度并未发生明显变化,主要分布在130-150MPa。弯曲和压缩强度测试证实了原位自生SiC,MgO,MgAl2O4对复合材料的增强效果:随原位自生陶瓷颗粒的增加,试样的抗弯强度和压缩强度由235.6 MPa 和 276.5 MPa 分别增加到 299.4 MPa 和 378.2 MPa。(3)为了进一步阐明Resin-Al-Mg-Si体系原位自生SiC的机理,基于原料组成和产物组成设计了体系中可能发生的反应,通过热力学计算验证,建立了 Resin-Al-Mg-Si体系中原位自生SiC的合成及生长模型。体系中SiC通过三条途径原位合成:一是热解气体与熔体中的Si(l)反应生成了 SiC;二是以低温时反应生成的少量Al4C3与熔体中的Si(l)发生反应生成SiC;三是熔体中的Si(l)与热解的C直接反应生成SiC,高温熔融合金将热解的C包裹进熔体内部,活性较高的Si(l)与C反应生成SiC。原位自生SiC颗粒的生长主要通过高温下Oswald熟化控制长大。体系中的MgO主要通过热解气体中的苯酚及其衍生物或其他含氧态热解产物与熔体中的活性Mg(l)直接反应生成,其主要的生成温度区间为557.3-710℃.系统中MgAl2O4的主要生成路径有两条:一是Al-Mg合金与含氧化合物直接反应形成MgAl2O4,该路径是MgAl2O4主要的生成路径;二是MgO在与熔体接触部分与含氧热解气态产物和Al(l)反应,形成MgAl2O4晶粒。(4)采用氧化改性的方法成功制备了 MgAl2O4/SiC,堇青石/莫来石等复合材料,研究了原料组成,温度等因素对氧化过程中体系物相组成,显微结构的影响。未处理的复合材料其抗氧化性高,低于1400℃,氧化后复合材料仍然保持较高的原始产物物相。在温度达到1500℃时,主要以莫来石相组成。合金添加促进了复合材料的氧化,不同温度下高合金比例的复合材料氧化后产物主要以镁铝尖晶石,莫来石,SiC,堇青石和镁橄榄石组成。通过温度和合金含量能够调控复合材料的物相组成,获得SiC/MgAl2O4,莫来石/镁铝尖晶石,堇青石/镁铝尖晶石等复合陶瓷相。显微结构和能谱表明,低的外加合金体系中存在大的,表面光滑的近球形颗粒和细小的规则六边形结构。当外加合金达到20%时,细小团聚体颗粒减少,出现了棒状结构。30%Al30.77Mg添加时,体系中以大的规则边缘的颗粒为主,在大颗粒断面,能够清晰发现同质或异质颗粒,并与基体有良好的界面连接。复合材料的抗弯强度分布在13.83±3.6MPa到22.32±4.3MPa,外加合金对复合材料有明显的增强效果。复合陶瓷硬度随合金含量的增加而降低。温度和合金增加均加速了复合材料的氧化。
张巍,张金,段春雷,耿浩,韩阳[3](2020)在《Al2O3抗热震陶瓷的研究进展》文中研究表明为了增进对Al2O3抗热震陶瓷发展动态的了解,为Al2O3抗热震陶瓷的制备提供设计依据,针对Al2O3抗热震陶瓷的常用抗热震性测试方法,Al2O3陶瓷微观结构、表面条件、尺寸对抗热震性的影响,利用第二相法提高Al2O3陶瓷抗热震性的可行性,以及多孔Al2O3抗热震陶瓷的研究进展等方面进行了评述.在Al2O3陶瓷中添加ZrO2、稀土化合物、低热膨胀系数组元或高热导率组元等可以改善Al2O3陶瓷的抗弯强度、断裂韧性、弹性模量等力学性能和(或)热膨胀系数、热导率等热学性能,从而起到提高Al2O3陶瓷抗热震性能的作用.叠层Al2O3复合抗热震陶瓷将成为今后的一个研究方向.
解华婧[4](2020)在《锂离子电池正极材料烧成用匣钵显微结构及性能研究》文中认为钴酸锂是目前市场占比较大的正极材料之一,其烧成过程对匣钵材料的侵蚀较为严重。目前国内使用的匣钵在烧成过程中经常出现剥落起皮现象,甚至匣钵材料直接断裂,不仅影响匣钵材料的强度,使其寿命缩短,且会对正极材料的品质产生较为严重的影响。本文对收集到的国内外匣钵材料进行物相组成和显微结构剖析,并据此确定实验配方。剖析结果表明,匣钵材料大多为莫来石-堇青石质,此外还添加有刚玉和镁铝尖晶石。本文选用抗热震性优越的堇青石与力学性能优异的莫来石为骨料,添加高岭土、滑石和α-Al2O3为细粉在基质中原位生成堇青石,制备莫来石-堇青石质匣钵试样。并通过添加镁铝尖晶石粉,改善匣钵试样的抗侵蚀性能。通过模拟锂离子电池正极材料钴酸锂热处理过程的方法,进行莫来石-堇青石质匣钵试样抗侵蚀实验,研究了正极材料钴酸锂对匣钵试样的侵蚀机理。研究表明,以莫来石和堇青石为骨料,添加高岭土、滑石和α-Al2O3在基质中原位生成堇青石,在1350℃保温3 h条件下制备的莫来石-堇青石质匣钵试样具有良好的抗热震性和抗正极材料侵蚀性能,试样的常温抗折强度和耐压强度分别为11.2 MPa和50.2 MPa,在900℃下热震循环3次以后的强度保持率达到47.0%。基质中的颗粒分散均匀,有少量近似圆形的气孔(孔径d<50μm),颗粒与基质的结合较紧密。正极材料沿气孔进入匣钵试样内部,经钴酸锂侵蚀3次后,渗透深度约4 mm,反应产物主要有Li4Si O4、β-Li Al Si O4和Li Al O2,填充试样内部的气孔和裂纹,可阻碍正极材料进一步侵蚀匣钵试样,有利于提高匣钵试样的抗侵蚀性。添加镁铝尖晶石粉后,试样的力学强度有所下降,常温抗折强度和耐压强度分别为9.2MPa和54.5MPa,热震循环3次以后的强度保持率达到55.7%。经钴酸锂侵蚀3次后,渗透深度约2mm,反应产物仅有Li Al O2,镁铝尖晶石粉的添加有效改善了试样的抗侵蚀性。
段雪珂[5](2020)在《锂电池三元正极材料合成用耐火材料抗侵蚀性能研究》文中提出目前,锂离子电池正极材料逐渐由一元(如LiCoO2/LiMnO2/LiNiO2)向三元(LNCM:LiNix CoyMn1-x-yO2)发展,三元正极材料的锂源侵蚀性更强、煅烧时间更长,其合成用匣钵所受的化学侵蚀也更为严重。为了提高匣钵的服役性能,减少不必要的资源浪费和环境污染,本文探究了锂电池三元正极材料合成用耐火材料的抗侵蚀性能。为了从机理方面入手改善材料的抗侵蚀性,首先以堇青石-莫来石、Si3N4-SiC、SiO2-SiC和重结晶SiC等四种耐火材料为对象,通过模拟服役条件研究了耐火材料与三元正极材料的侵蚀反应,并采用XRD和SEM分别对侵蚀试验后耐火材料的物相和显微结构进行了分析,发现:(1)经780°C保温20h侵蚀试验后,四种材料抗侵蚀性高低顺序为重结晶SiC>Si3N4-SiC>SiO2-SiC>堇青石-莫来石,其反应层厚度分别为0.00mm、1.54mm、2.52mm和3.32mm。(2)堇青石-莫来石材料中的Al2O3、SiO2与三元正极材料中的Li2O、NiO、CoO和MnO发生反应并形成反应层,是导致材料逐渐损毁的主要原因。(3)对于三种SiC质材料,主要是材料中或者氧化生成的SiO2与三元正极材料中的Li2O反应生成硅酸锂系化合物,使材料逐渐发生侵蚀。材料中SiO2的多少或形成速度的快慢是决定材料抗侵蚀性优劣的主要因素。重结晶SiC氧化生成SiO2的速度比Si3N4-SiC的慢,因而重结晶SiC样品的抗侵蚀性更好。SiO2-SiC样品本身含有SiO2,更容易与Li2O反应,因而在这三种SiC耐火材料中其抗侵蚀性最差。由既有研究可知,降低材料的气孔率,阻止Li2O向材料内部渗透,避免或减少材料组分与Li2O反应是提高材料抗侵蚀性的有效途径。为此,本文采用浸渍处理工艺对堇青石-莫来石材料和重结晶SiC材料进行了改性,研究了不同浸渍剂以及浸渍时间、次数等对材料性能和结构的影响,并采用气孔率降低率和抗侵蚀性对浸渍效果进行了表征,最后通过XRD和SEM分别对浸渍后耐火材料的物相以及侵蚀试验后的显微结构进行了分析,结果表明:(1)浸渍处理可有效提高堇青石-莫来石、重结晶SiC的抗侵蚀能力。相较于MgSO4·7H2O饱和水溶液、Mg(H2PO4)2悬浊液,铝溶胶对堇青石-莫来石材料和重结晶SiC材料抗侵蚀性能的改善更加明显;当浸渍剂为铝溶胶时,浸渍次数为3次,浸渍时间为20min,此时材料的抗侵蚀性最佳。(2)以铝溶胶为浸渍剂,浸渍物进入样品内部填充了材料的部分孔隙;而且当浸渍物受热分解成氧化铝与Li2O接触时发生反应并伴有体积膨胀,进一步堵塞材料的孔隙,阻碍Li2O向内渗透,从而有效提高了材料的抗侵蚀性。
宋晓珩[6](2020)在《晶须框架强韧化莫来石陶瓷的研究》文中提出莫来石陶瓷因具有优良耐腐蚀性以及良好的抗热震性而得到广泛的研究与应用。由于其具有较大的脆性,限制了其在工程上的应用,进一步提高其力学性能,对拓展莫来石陶瓷的应用具有明显的工程意义。采用纤维(晶须)增强的方法是强韧化陶瓷材料的有效手段。本研究通过气固反应制备了高气孔率晶须框架,通过浸渗将莫来石溶胶引入晶须框架中,干燥后分别通过无压烧结和热压烧结制备了晶须框架强韧的多孔莫来石陶瓷和相对致密的莫来石陶瓷,基于晶须拔出、桥联和裂纹偏转机理,以达到强韧化莫来石陶瓷的目的。研究原料组成、烧结温度等对陶瓷物相组成、烧结性能、微观形貌、力学性能的影响规律。研究结果表明:(1)以Al2O3、正硅酸乙酯(Si O2的来源)、Al F3、H2O、乙醇为原料,溶胶凝胶法制备了莫来石晶须生坯粉料,通过气固反应分别在1100℃、1200℃、1500℃和1600℃制备了具有高气孔率(60%~70%)的晶须框架。当添加Al F3的量为20wt.%时,反应体系中Al2O3和Si O2的摩尔比为3:3,生成了纯的莫来石晶须框架。随着烧结温度的升高,晶须框架的失重率逐渐变大,孔隙率变低,晶须尺寸变大,在1200℃晶须之间形成了明显的烧结颈。(2)通过无压烧结制备出晶须框架强韧的多孔莫来石陶瓷。框架结构的莫来石晶须对多孔莫来石陶瓷强韧效果明显。气孔率为43.5%的晶须强韧陶瓷的增强效果最佳,抗弯强度强度达到了75MPa。单向压缩法测试断裂韧性实验表明,多孔陶瓷的断裂韧性随气孔率增大而增大,气孔率为28%的晶须强韧陶瓷的增韧效果最佳,韧性值T达到2.57。(3)通过热压烧结制备出晶须强韧莫来石陶瓷。随着晶须占比的提高,试样在烧结过程中的线收缩率降低;单边缺口梁法测得的断裂韧性表明,晶须占比为69.5wt.%时莫来石陶瓷的断裂韧性最高,达到了2.4MPa·m1/2;晶须占比为69.5wt.%时莫来石陶瓷的抗弯强度最高,达到了325MPa,随着晶须含量的进一步提高,气孔率变高导致莫来石陶瓷的抗弯强度迅速降低。
王涵[7](2020)在《颗粒稳定泡沫法制备莫来石基多孔陶瓷》文中认为莫来石基多孔陶瓷耐高温、耐腐蚀和热导率低等优点使其常作为隔热材料使用,随着科技的发展对其轻质、隔热和强度的综合性能提出了更高的要求。目前常用的制备技术存在一定的不足,颗粒稳定泡沫法是近几年发展起来的一种轻质高强材料制备新工艺,但其在莫来石多孔陶瓷制备方面的研究鲜有报道。本文以氧化铝和氧化硅为主要原料,没食子酸丙酯(propyl gallate,PG)为表面改性剂、明胶为粘结剂,采用颗粒稳定泡沫法+真空冷冻干燥+常压烧结制备了系列莫来石基多孔陶瓷,分别研究了铝硅比、烧结助剂与钙长石引入等对制备材料组成、结构与性能的影响规律。原料配比中铝硅摩尔比的研究表明:铝硅比增加有利于陶瓷发泡后泡沫稳定性的提高,最高可达96.59%;随铝硅比从2.0:1.0增大到3.0:1.0,合成的莫来石相逐渐减少,总气孔率和体积密度变化不明显,分别波动于85.51~86.51%和0.44~0.48g/cm3之间;抗压强度先增加后减小,变化范围为2.25~2.86 MPa;真空热导率则从0.15 W/(m·K)增加到0.22 W/(m·K)。烧结助剂的研究表明:添加Al F3·3H2O制备的莫来石呈长柱状,莫来石含量最高为99.20 wt.%,试样具有最高的气孔率(86.05%);添加Ca Cl2制备的试样中莫来石相含量最低,但其引入的液相将莫来石颗粒紧密连接在一起,具有最高的抗压强度6.31 MPa(总气孔率为83.02%);添加Mn O2制备的试样内外的成分和结构存在明显差异,其工艺可控性较差;采用Ca Cl2/Al F3·3H2O复合助剂制备的多孔陶瓷孔壁呈现特殊的绳状结构,绳状结构的结合随着复合助剂中Ca Cl2添加量的增加而更紧密,这种特殊结构的形成同时存在液固(LS)和气固(VS)机理,使得多孔陶瓷的抗压强度明显提高,总气孔率为79.11%的样品抗压强度达到10.23 MPa。以钙长石、氧化铝和氧化硅为原料,采用颗粒稳定泡沫法制备了钙长石/莫来石复相多孔陶瓷,制备的材料在同等气孔率条件下具有较低的热导率;研究表明烧结温度对制备材料的物相组成、显微结构和性能均有显着的影响,从1300℃提高到1500℃,复相材料的物相组成、微观形貌和性能等在1350~1400℃之间发生突变,制备材料的开口气孔率为75.12~86.44%,体积密度为0.41~0.73 g/cm3,抗压强度为1.09~15.18 MPa,热导率为0.17~0.35 W/(m·K)。
单峙霖[8](2020)在《锂离子电池阳极材料焙烧用匣钵的研究》文中提出二元锂离子电池阳极材料主要采用固相合成法制备,匣钵作为固相合成法的承烧材料,不仅是装运电池阳极材料的容器,同时又是一个需要周期性反复使用的器件,其性能的优劣,直接影响到电池阳极材料的质量和企业的经济效益,因此,受到了新材料及耐火材料研究人员的关注;如何增加锂离子电池阳极材料的生产效率,改善匣钵体的使用性能,提高匣钵的使用寿命,是近年来国内外锂离子电池阳极材料生产企业和耐火材料研究工作者急需解决的课题。锂离子电池阳极材料焙烧用匣钵需具备如下性能:良好的力学性能,能满足使用过程中搬运、装载时对强度的要求;优良的热震稳定性能,能满足多次循环使用、降低生产成本的需要;具有优异的抵抗阳极材料侵蚀的性能,满足不污染或少污染阳极材料的要求。本课题旨在通过分析对比国内外匣钵组成与结构的差异,从骨料的组合、基质的优化等方面着手,探讨匣钵组成与性能之间的关系,以期为工业化生产和使用提供实验数据支撑与理论依据。本论文以焙烧莫来石、堇青石、镁铝尖晶石为骨料用主要原料,广西白泥、高岭土、滑石、硅微粉、α-氧化铝微粉作为基质材料,以糊精、铝溶胶、莫来石溶胶作为结合剂,研究了骨料的种类与粒度、焙烧温度、广西白泥添加量、结合剂种类等对匣钵材料的物相组成、显微结构、力学性能和抗阳极材料侵蚀性能的影响,研究结果表明:1.不同原料种类抵抗锂离子电池阳极材料的侵蚀能力为:镁铝尖晶石>莫来石>堇青石。2.骨料种类与粒度对匣钵的性能的影响可归结为:骨料粒度与种类不同,材料常温物理性能、热学性能与抗锂钴材料侵蚀性能不同,以堇青石(3-1 mm)和莫来石(1-0 mm)为骨料试样综合性能最佳,此时试样的显气孔率为24.7%,体积密度为2.07 g/cm3,常温抗折强度为10.1 MPa,常温耐压强度为31.7 MPa。3.添加剂与温度对试样的性能的影响可归结为:添加剂种类与含量不同、温度差异使得匣钵材料的元素分布、液相量不同,导致试样力学性能、热学性能和抗侵蚀性能不同,当广西白泥添加量为4%、二氧化硅添加量为4%,焙烧温度为1330℃时试样综合性能最佳,此时试样的显气孔率22.3%,体积密度为2.09g/cm3,常温抗折强度为14.1 MPa,常温耐压强度为45.2 MPa,1000℃下三次热震后强度保持率为78.8%。4.以铝溶胶为结合剂时,试样的性能表现较优,当添加量为6 wt%时,试样体积密度为2.22 g/cm3,显气孔率为15.5%,常温抗折强度为19.9 MPa,常温耐压强度为67.5 MPa,热震后抗折强度保持率为84.1%。5.以6 wt%莫来石溶胶为结合剂时试样综合性能最佳,此时试样的体积密度为2.34 g/cm3,显气孔率为14.7%,常温抗折强度为21.1 MPa,常温耐压强度为72 MPa,热震后抗折强度保持率为85.1%。
赵航[9](2020)在《LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2前驱体与匣钵用耐火原料在加热过程中的物理化学变化研究》文中提出本论文研究了Li Ni0.5Co0.2Mn0.3O2(LNCM)前驱体和匣钵所用一元、二元和三元耐火原料以质量比为1.2:1均匀混合后,经过500℃、750℃、900℃和1000℃煅烧,并在最高温度下保温3h后的物理化学变化,同时也研究了原料的比例、保温时间和耐火原料的粒度对LNCM前驱体和耐火原料之间反应的影响。用X射线衍射仪分析不同温度热处理后试样的物相组成;用扫描电子显微镜观察热处理后试样的显微结构,使用能谱分析仪分析鉴定微区的元素组成,研究结果表明:(1)通过研究LNCM前驱体在加热过程中的物理化学变化可知,前驱体经过500℃煅烧后,大部分Li2CO3和Ni0.5Co0.2Mn0.3(OH)2已经反应完全,生成LNCM,有少量Li2CO3剩余;前驱体经过750℃煅烧后,Ni0.5Co0.2Mn0.3(OH)2和Li2CO3完全反应;在900℃和1000℃,随着温度升高,生成的LNCM的峰越来越尖锐,产物晶粒发育越来越完善。(2)通过研究LNCM前驱体与氧化铝、氧化硅和氧化镁在加热过程中的物理化学变化可知,氧化铝和氧化硅与合成LNCM在750℃开始反应,LNCM与氧化铝生成少量α-Li Al O2、Co Al2O4、Ni Al2O4、γ-Li Al O2和Li Mn2O4,LNCM与氧化硅反应生成少量Li2Si O3;随着温度升高到900℃,产物的量增加,LNCM与氧化铝反应生成的α-Li Al O2转化成γ-Li Al O2。LNCM与氧化硅反应生成Li2Si3O5、Co2Si O4、Ni2Si O4和Li Mn2O4,LNCM反应完全;温度升高到1000℃,产物的种类没有变化,LNCM与氧化铝反应中有少量LNCM的剩余,氧化铝已经反应完全,LNCM与氧化硅反应有一部分氧化硅转变成方石英。从显微结构看,氧化铝和氧化硅表面生成的产物晶粒随温度升高,逐渐长大,在1000℃,氧化硅试样有部分玻璃相产生。LNCM前驱体和氧化镁经过500℃、750℃、900℃和1000℃煅烧,没有发生反应。(3)通过研究LNCM前驱体与莫来石、红柱石、锆英石、镁铝尖晶石和镁橄榄石在加热过程中的物理化学变化可知,莫来石、红柱石和镁铝尖晶石与合成的LNCM在900℃开始反应,LNCM与莫来石反应生成了Co Al2O4、Ni2Si O4、Li Al Si O4、Li2Si O3和Li Mn2O4,LNCM与红柱石反应生成了Li Al Si O4、Co Al2O4、Ni2Si O4、Li Mn2O4和Co2Si O4,LNCM和镁铝尖晶石生成了Li Mn2O4、Co Al2O4、Ni Al2O4和α-Li Al O2;随着温度升高到1000℃,产物的种类不变,生成的量增加,LNCM与莫来石反应中有少量LNCM的剩余,莫来石已经反应完全。LNCM与红柱石反应中有少量LNCM和红柱石的剩余,LNCM和镁铝尖晶石反应中α-Li Al O2转化成γ-Li Al O2,有镁铝尖晶石和LNCM剩余。锆英石和镁橄榄石与合成的LNCM在750℃开始反应,LNCM与锆英石反应生成Li2Si O3,LNCM和镁橄榄石反应生成了Ni2Si O4、Co3O4、Li2Co Si O4、Li2Si O3和Li Mn2O4;在900℃,LNCM与锆英石反应生成Li2Si O3、Co2Si O4、Ni2Si O4和Li Mn2O4,Li2Si O3与镁橄榄石反应生成Li2Si2O5,Li2Si O3与Mg O反应生成Li2Mg Si O4;在1000℃,产物的种类没有变化,生成的量增加,锆英石与LNCM已经完全反应。LNCM和镁橄榄石反应中有少量镁橄榄石剩余,LNCM反应完全。从显微结构看,在莫来石、红柱石、镁铝尖晶石、锆英石和镁橄榄石上生成的产物晶粒随温度的升高,逐渐长大。(4)通过研究LNCM前驱体与堇青石和锂辉石在加热过程中的物理化学变化可知,堇青石和锂辉石与合成的LNCM在750℃开始反应,LNCM与堇青石反应生成Li Al Si O4、Li Mn2O4、Co3O4、Mg Al2O4和Ni2Si O4。LNCM与锂辉石反应生成Li Al Si O4、Li Mn2O4、Ni2Si O4、Li2Si O3和Co3O4;在900℃,产物的种类大致相同,生成的量增加,LNCM与堇青石反应中Co3O4与堇青石反应生成Co2Si O4,堇青石反应完全。LNCM与锂辉石反应中Li Al Si O4与锂辉石反应生成Li2Al2Si3O10,LNCM反应完全;在1000℃,产物种类不变,LNCM与堇青石反应中有少量LNCM剩余,有少量玻璃相产生。LNCM与锂辉石反应中,Co3O4和Li2Si O3反应生成了Li2Co Si O4,锂辉石已经完全反应。从显微结构看,在堇青石和锂辉石表面生成的产物晶粒随温度升高,逐渐长大。(5)通过研究原料比例、保温时间和粒度对LNCM前驱体与耐火原料之间反应的影响可知,不同比例的前驱体与氧化铝、莫来石和堇青石反应生成的产物大致相同,随着试样中前驱体比例的逐渐增加,从1:2,1.2:1,到2:1,从显微结构看,产物晶粒有逐渐长大的趋势。LNCM前驱体和耐火原料随着保温时间从3h增加到6h和9h,产物的种类不变,生成的量增多,晶粒尺寸增加。粒度为44μm的Mg Al2O4与LNCM没有发生反应,镁铝尖晶石粒度减小到5μm,两者开始反应,生成α-Li Al O2,晶粒尺寸增加。
丁达飞[10](2020)在《抗三元正极材料侵蚀的KAlSi2O6-铝硅质匣钵材料制备与性能研究》文中研究说明铝硅质匣钵在承烧三元锂电池正极材料(如Li NixCoyMn1-x-yO2,LNCM)过程中存在Li+的渗透及与铝硅酸盐相发生侵蚀反应的问题,致使其使用寿命较低。为改善匣钵的抗侵蚀性,提高其使用寿命,本文合成了抗侵蚀性能优异的KAlSi O4和KAlSi2O6材料(简称KAS2和KAS4),揭示了KAS4(KAS2)抗LNCM侵蚀的机理。以KAS4(KAS2)为抗侵蚀组元引入莫来石-刚玉匣钵材料中,构建莫来石-KAS4核壳结构,研究了该核壳结构对匣钵材料抗侵蚀性及物理性能的影响。进一步,采用KAS4对Si O2含量依次增大的天然铝硅酸盐材料-红柱石(Si O2≈40 wt%)和固体废弃物煤矸石(Si O2≈60 wt%)改性,设计红柱石/煤矸石-KAS4核壳结构复合材料,研究了核壳结构的稳定性和抗侵蚀性,探究了复合材料取代莫来石制备铝硅质匣钵材料的物相、结构及性能,意图达到煅烧LNCM匣钵材料高品质、低成本及节能减排的宗旨。主要研究内容和结果如下:研究了KAS2和KAS4与LNCM在800-1100℃的界面反应行为。KAS2和KAS4与LNCM前驱体及形成的LNCM材料基本不发生化学反应,Li+很难通过固溶的方式进入KAS2和KAS4的晶体结构,揭示了KAS2和KAS4对Li+具有非常优异的抗侵蚀性能,其可作为煅烧LNCM匣钵抗侵蚀组元。基于KAS2与莫来石反应形成原位KAS4的机理,在莫来石-刚玉匣钵材料中引入KAS2构建莫来石-KAS4核壳结构,研究了核壳结构的稳定性及对匣钵材料抗侵蚀性能和物理性能的影响。莫来石-KAS4核壳结构在LNCM煅烧温度下保持稳定,KAS4壳层可完全隔绝莫来石与LNCM界面反应,赋予匣钵材料非常优异的抗侵蚀性能。原位KAS4壳层形成过程产生4.88%的体积膨胀使结构中形成微小孔隙或微裂纹,有助于缓解热应力,提高了匣钵材料抗热震性;同时壳层结构可促进骨料与基质的联结,提高了匣钵材料结构强度。原位KAS4引入量为8.3~12.4 wt%时,莫来石-刚玉-KAS4材料兼具优异的抗侵蚀性、抗热震性及较高的常温和高温结构强度。构建红柱石-KAS4核壳结构复合材料,研究了复合材料制备铝硅质匣钵材料的物相组成、显微结构和性能。由于Si O2含量比莫来石高,红柱石与LNCM的侵蚀反应更为严重,基于红柱石-KAS4核壳结构设计,在红柱石颗粒表面构建KAS4壳层,红柱石与KAS4可稳定共存,改善了红柱石易受侵蚀的问题。经1450℃烧成红柱石-KAS4-刚玉匣钵材料,红柱石-KAS4核壳结构在热处理过程中可保持稳定。设计复合材料中KAS4含量为6~9 wt%时,KAS4基本完全包覆本实验1-0 mm的红柱石,赋予匣钵材料良好的抗侵蚀性能;同时,相比于莫来石-刚玉匣钵材料,红柱石-KAS4-刚玉材料的抗热震性适宜,烧结性更好,常温和高温强度更高。构建煤矸石-KAS4核壳结构复合材料,探究了复合材料及制备铝硅质匣钵材料的物相、结构和性能。高Si O2含量的煤矸石(本工作统指煅烧后)与LNCM侵蚀反应非常剧烈,通过构建煤矸石-KAS4核壳结构,得益于KAS4壳层保护,煤矸石的抗侵蚀性能显着提高。构建的核壳结构中核、壳之间形成过渡层(K(AlxSiy)Oz物质),在煅烧LNCM过程中可保持稳定。经1350℃烧成煤矸石-KAS4-刚玉匣钵材料,K元素扩散反应造成核壳结构中KAS4壳层厚度减小,过渡层厚度增加,揭示煤矸石-KAS4核壳结构的稳定性较弱;同时,扩散反应引起较强的促烧结作用,显着提高了匣钵材料结构强度。复合材料中KAS4含量为9wt%左右时,匣钵材料中煤矸石-KAS4核壳结构可以留存,赋予匣钵材料良好的抗侵蚀性能;相比于莫来石及红柱石复合材料制备的匣钵材料,煤矸石-KAS4-刚玉材料的常温和高温强度更高,抗热震性更为优异。本文以KAS4(KAS2)为抗侵蚀组元,通过设计铝硅酸盐相-KAS4核壳结构,显着提高了铝硅酸盐材料抗侵蚀性,改善了传统莫来石-刚玉匣钵的抗侵蚀性能;同时研究发现铝硅酸盐材料中Si O2的含量越低,构建的核壳结构愈稳定。通过调控核壳结构中KAS4含量及匣钵材料烧成工艺,设计的红柱石/煤矸石-KAS4复合材料有望取代莫来石制备兼具抗LNCM侵蚀性能优异和物理性能良好的铝硅质匣钵材料,对节能减排、废物利用及降低成本具有非常重要的实践价值。
二、莫来石—堇青石复相耐火材料的制备及机理研究(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、莫来石—堇青石复相耐火材料的制备及机理研究(论文提纲范文)
(1)利用煤矸石制备陶瓷材料的研究进展(论文提纲范文)
1 前言 |
2 利用煤矸石制备陶瓷材料现状 |
2.1 制备陶瓷粉体材料 |
(1)氧化铝-碳化硅粉体材料 |
(2)赛隆粉体材料 |
2.2 制备致密陶瓷材料 |
(1)致密莫来石及其复合材料 |
(2)致密赛隆及其复合材料 |
2.3 制备多孔陶瓷材料 |
(1)多孔莫来石陶瓷材料 |
(2)多孔堇青石陶瓷材料 |
3 未来展望 |
4 结语 |
(2)SiC/Al复合材料的原位合成与改性研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
1 绪论 |
1.1 Al-SiC界面研究 |
1.1.1 Al-SiC界面润湿性 |
1.1.2 Al-SiC界面反应 |
1.1.3 Al-SiC界面模拟计算研究 |
1.2 Al-SiC界面调控 |
1.2.1 合金元素引入对界面调控的影响 |
1.2.2 中间层引入对界面调控的影响 |
1.2.3 其他方法在界面调控中的应用 |
1.3 先进SiC/Al基复合材料制备工艺 |
1.3.1 特种铸造 |
1.3.2 激光熔覆和喷射沉积工艺 |
1.3.3 辊压和锻造工艺 |
1.3.4 原位自生工艺 |
1.3.5 其他工艺 |
1.4 SiC/Al基复合材料性能 |
1.5 SiC/Al基复合材料氧化改性 |
1.6 SiC/Al基复合材料研究现状与困境 |
1.7 本研究的目的及意义 |
2 实验部分 |
2.1 研究方案 |
2.2 SiC/Al-Mg-Si复合材料的制备 |
2.3 闪蒸热解制备(SiC,MgO,MgAl_2O_4)/Al基复合材料 |
2.4 原位氧化制备复相陶瓷复合材料 |
2.5 复合材料测试 |
3 原位自生高体积分数SiC/Al-Mg-Si复合材料 |
3.1 Resin-Al-Mg-Si体系原位自生SiC的物相 |
3.2 合金元素对SiC产率的影响 |
3.3 原位自生SiC微观形貌的演变 |
3.4 原位自生SiC对性能的影响 |
3.5 小结 |
4 原位自生制备(SiC,MgO,MgAl_2O_4)/Al基复合材料 |
4.1 原位自生复合材料的物相和反应 |
4.1.1 原位自生工艺 |
4.1.2 闪蒸热解中的反应设计及热力学计算 |
4.1.3 物相组成分析 |
4.2 复合材料显微结构 |
4.3 力学性能分析 |
4.4 复合材料拉伸失效分析 |
4.5 小结 |
5 Resin-Al-Mg-Si体系原位自生SiC的生长模型 |
5.1 酚醛树脂热解产物 |
5.2 产物的反应路径设计及热力学计算 |
5.2.1 MgO和Mg_2Si的反应路径及其Gibbs自由能变 |
5.2.2 MgAl_2O_4的反应路径及其Gibbs自由能变 |
5.2.3 SiC的反应路径及其Gibbs自由能变 |
5.2.4 其他可能存在的反应路径及其Gibbs自由能变 |
5.3 原位自生SiC生长模型 |
5.4 小结 |
6 SiC/Al-Mg-Si改性研究 |
6.1 SiC/Al-Mg-Si复合粉体改性 |
6.2 SiC/Al-Mg-Si物相演变规律 |
6.3 SiC/Al-Mg-Si原位氧化显微结构演变规律 |
6.4 力学性能 |
6.5 小结 |
7 结论 |
致谢 |
参考文献 |
攻读博士学位期间发表的学术论文及专利 |
(3)Al2O3抗热震陶瓷的研究进展(论文提纲范文)
1 Al2O3陶瓷常用抗热震性测试方法 |
1.1 残余强度法 |
1.2 循环热震法 |
1.3 压痕法 |
2 微观结构、表面和尺寸对抗热震性的影响 |
2.1 微观结构 |
2.2 表面状况 |
2.3 几何尺寸 |
3 第二相法提高Al2O3陶瓷抗热震性 |
3.1 ZrO2 |
3.2 稀土化合物 |
3.3 低热膨胀系数组元 |
3.3.1 堇青石 |
3.3.2 莫来石 |
3.3.3 红柱石 |
3.3.4 钛酸铝 |
3.3.5 锂霞石 |
3.4 高热导率组元 |
3.4.1 Si C |
3.4.2 金属 |
3.5 其他物质 |
4 多孔Al2O3抗热震陶瓷 |
5 未来研究方向 |
(4)锂离子电池正极材料烧成用匣钵显微结构及性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 锂离子电池正极材料的发展现状 |
1.1.1 锂离子电池的发展历程 |
1.1.2 锂离子电池正极材料的研究现状 |
1.2 锂离子电池正极材料烧成用匣钵的种类 |
1.3 常用匣钵原料 |
1.3.1 莫来石 |
1.3.2 堇青石 |
1.3.3 刚玉 |
1.3.4 镁铝尖晶石 |
1.4 匣钵使用中存在的问题 |
1.4.1 热震损伤 |
1.4.2 侵蚀破坏 |
1.5 本课题研究的内容及意义 |
第2章 实验 |
2.1 实验原料 |
2.2 实验设备 |
2.3 试样制备 |
2.4 性能测试与表征 |
2.4.1 物相组成 |
2.4.2 显微结构 |
2.4.3 物理性能 |
2.4.4 力学性能 |
2.4.5 抗热震性 |
2.4.6 抗侵蚀性 |
第3章 国内外匣钵的对比 |
3.1 物相组成对比 |
3.2 显微结构对比 |
3.3 本章小结 |
第4章 莫来石-堇青石质匣钵试样的制备及性能研究 |
4.1 中颗粒种类对试样性能的影响 |
4.1.1 中颗粒种类对试样物相组成的影响 |
4.1.2 中颗粒种类对试样烧失率和线变化率的影响 |
4.1.3 中颗粒种类对试样显气孔率和体积密度的影响 |
4.1.4 中颗粒种类对试样抗折强度和耐压强度的影响 |
4.2 堇青石粉加入量对试样性能的影响 |
4.2.1 堇青石粉加入量对试样物相组成的影响 |
4.2.2 堇青石粉加入量对试样烧失率和线变化率的影响 |
4.2.3 堇青石粉加入量对试样显气孔率和体积密度的影响 |
4.2.4 堇青石粉加入量对试样抗折强度和耐压强度的影响 |
4.3 烧成温度对试样性能的影响 |
4.3.1 烧成温度对试样物相组成的影响 |
4.3.2 烧成温度对试样显微结构的影响 |
4.3.3 烧成温度对试样烧失率和线变化率的影响 |
4.3.4 烧成温度对试样显气孔率和体积密度的影响 |
4.3.5 烧成温度对试样抗折强度和耐压强度的影响 |
4.3.6 烧成温度对试样抗热震性的影响 |
4.3.7 烧成温度对试样抗侵蚀性的影响 |
4.4 莫来石-堇青石质匣钵侵蚀机理研究 |
4.4.1 宏观形貌表征 |
4.4.2 物相组成分析 |
4.4.3 显微结构表征 |
4.4.4 侵蚀机理分析 |
4.5 本章小结 |
第5章 添加镁铝尖晶石的莫来石-堇青石质匣钵试样的制备及性能研究 |
5.1 中颗粒配比对试样性能的影响 |
5.1.1 中颗粒配比对试样物相组成的影响 |
5.1.2 中颗粒配比对试样烧失率和线变化率的影响 |
5.1.3 中颗粒配比对试样显气孔率和体积密度的影响 |
5.1.4 中颗粒配比对试样抗折强度和耐压强度的影响 |
5.1.5 中颗粒配比对试样抗热震性的影响 |
5.2 烧成温度对试样性能的影响 |
5.2.1 烧成温度对试样物相组成的影响 |
5.2.2 烧成温度对试样烧失率和线变化率的影响 |
5.2.3 烧成温度对试样显气孔率和体积密度的影响 |
5.2.4 烧成温度对试样抗折强度和耐压强度的影响 |
5.2.5 烧成温度对试样抗热震性的影响 |
5.3 添加镁铝尖晶石的莫来石-堇青石质匣钵抗侵蚀机理研究 |
5.3.1 宏观形貌表征 |
5.3.2 物相组成分析 |
5.4 本章小结 |
第6章 结论 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间的研究成果 |
致谢 |
(5)锂电池三元正极材料合成用耐火材料抗侵蚀性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
引言 |
第一章 文献综述 |
1.1 锂离子电池的发展概况 |
1.1.1 锂离子电池发展历程 |
1.1.2 锂离子电池工作原理 |
1.2 锂离子电池正极材料 |
1.2.1 锂离子电池正极材料的分类 |
1.2.2 锂离子电池正极材料的合成方法 |
1.3 锂离子电池正极材料合成用耐火材料的发展概况 |
1.3.1 常用的匣钵分类及特点 |
1.3.2 匣钵面临的问题及改进方法 |
1.3.2.1 匣钵材料面临的问题 |
1.3.2.2 匣钵材料的改进 |
1.3.3 浸渍法改善材料性能 |
1.4 课题的提出及研究内容 |
第二章 试验 |
2.1 试验原料 |
2.2 试验设备 |
2.3 试验设计 |
2.3.1 试验样品准备 |
2.3.2 侵蚀试验 |
2.3.3 浸渍试验 |
2.4 性能与结构表征 |
第三章 三元正极材料合成用匣钵的侵蚀机理研究 |
3.1 三元正极材料的热分析 |
3.2 堇青石-莫来石与LNCM三元正极材料的反应 |
3.2.1 外观形貌 |
3.2.2 物相组成 |
3.2.3 显微结构分析 |
3.3 Si_3N_4-SiC与 LNCM三元正极材料的反应 |
3.3.1 外观形貌 |
3.3.2 物相分析 |
3.3.3 显微结构分析 |
3.4 SiO_2-SiC与 LNCM三元正极材料的反应 |
3.4.1 外观形貌 |
3.4.2 物相分析 |
3.4.3 显微结构分析 |
3.5 重结晶SiC与 LNCM三元正极材料的反应 |
3.5.1 外观形貌 |
3.5.2 物相分析 |
3.5.3 显微结构分析 |
3.6 分析与讨论 |
3.7 小结 |
第四章 浸渍处理对匣钵材料侵蚀性能的研究 |
4.1 浸渍剂的选择 |
4.1.1 浸渍剂种类对气孔率的影响 |
4.1.2 三种浸渍剂对材料抗侵蚀性能的影响 |
4.2 浸渍工艺参数对材料抗侵蚀性能的研究 |
4.2.1 浸渍次数对材料气孔率的影响 |
4.2.2 浸渍时间对材料性能的影响 |
4.3 浸渍处理对堇青石-莫来石抗侵蚀性能的研究 |
4.3.1 物相分析 |
4.3.2 显微结构分析 |
4.4 浸渍处理对重结晶SiC抗侵蚀性能的影响 |
4.4.1 物相分析 |
4.4.2 显微结构分析 |
4.5 多次侵蚀试验 |
4.5.1 堇青石-莫来石样品多次强侵蚀试验 |
4.5.2 重结晶SiC样品多次强侵蚀试验 |
4.6 分析与讨论 |
4.7 小结 |
第五章 结论 |
致谢 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间取得的科研成果 |
(6)晶须框架强韧化莫来石陶瓷的研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 莫来石陶瓷简介 |
1.2.1 莫来石陶瓷结构 |
1.2.2 莫来石基本性质及特点 |
1.2.3 莫来石陶瓷的制备 |
1.2.4 莫来石陶瓷应用 |
1.3 莫来石晶须简介 |
1.3.1 晶须概述 |
1.3.2 莫来石晶须的制备方法 |
1.3.3 莫来石晶须的应用 |
1.4 陶瓷材料的力学性能分析 |
1.4.1 陶瓷材料的理论强度 |
1.4.2 陶瓷材料的断裂韧性 |
1.4.3 多孔陶瓷的断裂韧性 |
1.5 陶瓷材料的强韧化 |
1.5.1 纳米晶粒强韧陶瓷 |
1.5.2 相变强韧陶瓷 |
1.5.3 增强体强韧陶瓷 |
1.6 研究目的及内容 |
1.6.1 研究目的 |
1.6.2 研究内容 |
第二章 实验方法 |
2.1 实验技术路线 |
2.2 实验原料与仪器 |
2.2.1 实验原料 |
2.2.2 实验仪器 |
2.3 实验方法 |
2.3.1 高气孔率晶须框架的制备 |
2.3.2 晶须框架强韧多孔莫来石陶瓷的制备 |
2.3.3 晶须框架强韧莫来石陶瓷的制备 |
2.4 性能测试及表征 |
2.4.1 失重率 |
2.4.2 线收缩率与膨胀率 |
2.4.3 气孔率 |
2.4.4 抗弯强度 |
2.4.5 断裂韧性 |
2.4.6 物相分析 |
2.4.7 微观形貌 |
第三章 莫来石晶须框架的制备及其性能研究 |
3.1 莫来石晶须框架的制备 |
3.2 莫来石晶须框架的相组成 |
3.3 莫来石晶须框架的微观形貌 |
3.4 莫来石晶须框架的抗弯强度 |
3.5 本章小结 |
第四章 晶须框架强韧多孔莫来石陶瓷的组织及其性能 |
4.1 晶须框架强韧多孔莫来石陶瓷的制备 |
4.2 晶须框架强韧多孔莫来石陶瓷的物相组成 |
4.3 晶须框架强韧多孔莫来石陶瓷的组织形貌 |
4.4 晶须框架强韧多孔莫来石陶瓷的力学性能 |
4.4.1 抗弯强度 |
4.4.2 断裂韧性 |
4.5 晶须框架强韧多孔莫来石陶瓷的断裂机理 |
4.6 本章小结 |
第五章 晶须框架强韧莫来石陶瓷的制备及其性能 |
5.1 晶须强韧莫来石陶瓷的制备 |
5.2 晶须强韧莫来石陶瓷的物相分析 |
5.3 晶须强韧莫来石陶瓷的微观形貌 |
5.4 晶须强韧莫来石陶瓷的力学性能 |
5.4.1 晶须强韧莫来石陶瓷的断裂韧性 |
5.4.2 晶须强韧莫来石陶瓷的抗弯强度 |
5.5 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读硕士期间取得的研究成果 |
致谢 |
(7)颗粒稳定泡沫法制备莫来石基多孔陶瓷(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
ABSTRACT |
1 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 莫来石基多孔陶瓷材料概述 |
1.2.1 莫来石的结构与性能 |
1.2.2 莫来石基多孔陶瓷国内外研究现状 |
1.2.3 莫来石基多孔陶瓷的应用 |
1.3 莫来石基多孔陶瓷的制备方法 |
1.3.1 复制模板法 |
1.3.2 牺牲模板法 |
1.3.3 部分烧结法 |
1.3.4 发泡法 |
1.4 陶瓷泡沫浆料的稳定 |
1.4.1 泡沫的产生及失稳 |
1.4.2 泡沫的稳定原理 |
1.4.3 表面活性剂稳定泡沫 |
1.4.4 固体颗粒稳定泡沫 |
1.5 陶瓷坯体干燥方法 |
1.5.1 热风干燥法 |
1.5.2 辐射干燥法 |
1.5.3 真空冷冻干燥法 |
1.5.4 综合干燥 |
1.6 研究目标、内容及意义 |
1.6.1 研究目标 |
1.6.2 研究内容 |
1.6.3 研究意义 |
2 莫来石基多孔陶瓷的制备和表征方法 |
2.1 原料 |
2.2 试样制备 |
2.2.1 PG添加量的确定 |
2.2.2 PG添加方式的确定 |
2.2.3 制备过程 |
2.3 分析与表征 |
2.3.1 湿泡沫稳定性 |
2.3.2 线收缩率 |
2.3.3 物相组成 |
2.3.4 显微结构分析 |
2.3.5 粒度分析 |
2.3.6 气孔率与体积密度 |
2.3.7 抗压强度和热导率 |
3 原料配比中铝硅比对莫来石基多孔陶瓷的影响 |
3.1 引言 |
3.2 实验过程 |
3.3 实验结果与讨论 |
3.3.1 陶瓷浆料泡沫稳定性和坯体收缩率 |
3.3.2 物相组成和微观结构 |
3.3.3 气孔率与密度 |
3.3.4 抗压强度和热导率 |
3.4 本章小结 |
4 烧结助剂对莫来石基多孔陶瓷的结构与性能的影响 |
4.1 引言 |
4.2 单一烧结助剂对莫来石基多孔陶瓷的影响 |
4.2.1 泡沫稳定性 |
4.2.2 收缩率 |
4.2.3 物相分析 |
4.2.4 微观结构 |
4.2.5 性能 |
4.3 CaCl_2/AlF_3·3H——2O复合助剂对莫来石基多孔陶瓷的影响 |
4.3.1 泡沫稳定性及收缩率 |
4.3.2 物相组成 |
4.3.3 显微结构 |
4.3.4 性能 |
4.4 本章小结 |
5 颗粒稳定泡沫法制备钙长石/莫来石复相多孔陶瓷 |
5.1 引言 |
5.2 实验过程 |
5.3 结果与讨论 |
5.3.1 线收缩率 |
5.3.2 物相组成 |
5.3.3 微观结构 |
5.3.4 性能 |
5.4 本章小结 |
6 结论 |
参考文献 |
作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
学位论文数据集 |
(8)锂离子电池阳极材料焙烧用匣钵的研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
引言 |
第1章 文献综述 |
1.1 锂离子二元电池 |
1.1.1 锂离子二元电池发展史 |
1.1.2 锂离子二元电池阳极材料 |
1.2 匣钵介绍 |
1.2.1 锂离子电池焙烧用匣钵的发展 |
1.2.2 匣钵生产方式 |
1.3 匣钵常用的原材料 |
1.3.1 莫来石 |
1.3.2 堇青石 |
1.3.3 镁铝尖晶石 |
1.3.4 广西白泥 |
1.3.5 糊精 |
1.4 匣钵的性能要求 |
1.4.1 物理性能 |
1.4.2 热震稳定性能 |
1.4.3 抗侵蚀性能 |
1.5 目前匣钵存在的主要问题 |
1.5.1 化学侵蚀导致匣钵损毁 |
1.5.2 热应力与机械力导致匣钵损毁 |
1.6 课题的提出及研究内容 |
1.6.1 研究背景 |
1.6.2 课题研究意义 |
1.6.3 研究内容 |
第2章 原料及研究方法 |
2.1 试验原料 |
2.1.1 原料种类 |
2.1.2 骨料物理指标 |
2.1.3 原料化学成分分析 |
2.2 试验所用仪器设备 |
2.3 研究方法及技术路线 |
2.3.1 试验流程及研究方法 |
2.3.2 技术路线 |
第3章 国内外匣钵的对比 |
3.1 物相分析 |
3.2 微观结构对比分析 |
3.3 本章小结 |
第4章 骨料与基质对匣钵试样性能的影响 |
4.1 基质的种类对匣钵试样性能的影响 |
4.1.1 实验配方 |
4.1.2 实验结果与分析 |
4.2 不同骨料对匣钵试样性能的影响 |
4.2.1 实验配方 |
4.2.2 实验结果与分析 |
4.3 本章小结 |
第5章 添加剂与温度对匣钵材料性能的影响 |
5.1 广西白泥添加量对匣钵试样性能的影响 |
5.1.1 实验方案 |
5.1.2 实验结果与分析 |
5.2 ?F-SIO2添加量对匣钵试样性能的影响 |
5.2.1 实验方案 |
5.2.2 实验结果与分析 |
5.3 焙烧温度对匣钵试样性能的影响 |
5.3.1 实验方案 |
5.3.2 实验结果与分析 |
5.4 本章小结 |
第6章 溶胶结合剂对匣钵试样性能的影响 |
6.1 铝溶胶对匣钵试样性能的影响 |
6.1.1 实验方案 |
6.1.2 实验结果与分析 |
6.2 莫来石溶胶对匣钵试样性能的影响 |
6.2.1 试验配料方案 |
6.2.2 实验结果与分析 |
6.3 本章小结 |
第7章 总结与展望 |
7.1 全文总结 |
7.2 不足与展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 攻读硕士学位期间发表的学术成果 |
(9)LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2前驱体与匣钵用耐火原料在加热过程中的物理化学变化研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 文献综述 |
1.1 锂离子电池三元正极材料概述 |
1.1.1 锂离子电池三元正极材料的简介 |
1.1.2 锂离子电池三元正极材料研究进展 |
1.2 匣钵材料概述 |
1.2.1 匣钵的分类 |
1.2.2 提高匣钵材料抗侵蚀的方法及其研究进展 |
1.3 锂离子电池正极材料前驱体与匣钵的抗侵蚀研究进展 |
1.4 选题的目的和意义 |
1.4.1 选题的目的和意义 |
1.4.2 主要研究内容 |
2 实验 |
2.1 实验原料 |
2.2 实验仪器及设备 |
2.3 实验内容 |
3 LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2前驱体与一元氧化物耐火原料在加热过程中的变化研究 |
3.1 实验内容 |
3.2 LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2 前驱体的研究 |
3.2.1 LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2 前驱体的TG-DTA分析 |
3.2.2 LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2 前驱体煅烧后的SEM和 EDS分析 |
3.3 LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2 前驱体与氧化铝在加热过程中的变化研究 |
3.3.1 LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2 前驱体与氧化铝的TG-DTA分析 |
3.3.2 LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2 前驱体与氧化铝煅烧后的XRD分析 |
3.3.3 LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2 前驱体与氧化铝煅烧后的SEM和 EDS分析 |
3.4 LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2 前驱体与氧化硅在加热过程中的变化研究 |
3.4.1 LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2 前驱体与氧化硅煅烧后的XRD分析 |
3.4.2 LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2 前驱体与氧化硅煅烧后的SEM和 EDS分析 |
3.5 LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2 前驱体与氧化镁在加热过程中的变化研究 |
3.5.1 LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2 前驱体与氧化镁煅烧后的XRD分析 |
3.5.2 LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2 前驱体与氧化镁煅烧后的SEM和 EDS分析 |
3.6 本章小结 |
4 LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2前驱体与二元化合物耐火原料在加热过程中的变化研究 |
4.1 实验内容 |
4.2 LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2 前驱体与莫来石在加热过程中的变化研究 |
4.2.1 LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2 前驱体与莫来石煅烧后的XRD分析 |
4.2.2 LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2 前驱体与莫来石煅烧后的SEM和 EDS分析 |
4.3 LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2 前驱体与红柱石在加热过程中的变化研究 |
4.3.1 LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2 前驱体与红柱石煅烧后的XRD分析 |
4.3.2 LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2 前驱体与红柱石煅烧后的SEM和 EDS分析 |
4.4 LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2 前驱体与锆英石在加热过程中的变化研究 |
4.4.1 LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2 前驱体与锆英石煅烧后的XRD分析 |
4.4.2 LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2 前驱体与锆英石煅烧后的SEM和 EDS分析 |
4.5 LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2 前驱体与镁铝尖晶石在加热过程中的变化研究 |
4.5.1 LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2 前驱体与镁铝尖晶石煅烧后的XRD分析 |
4.5.2 LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2 前驱体与镁铝尖晶石煅烧后的SEM和 EDS分析 |
4.6 LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2 前驱体与镁橄榄石在加热过程中的变化研究 |
4.6.1 LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2 前驱体与镁橄榄石煅烧后的XRD分析 |
4.6.2 LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2 前驱体与镁橄榄石煅烧后的SEM和 EDS分析 |
4.7 本章小结 |
5 LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2前驱体与三元化合物耐火原料在加热过程中的变化研究 |
5.1 实验内容 |
5.2 LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2 前驱体与堇青石在加热过程中的变化研究 |
5.2.1 LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2 前驱体与堇青石煅烧后的XRD分析 |
5.2.2 LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2 前驱体与堇青石煅烧后的SEM和 EDS分析 |
5.3 LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2 前驱体与锂辉石在加热过程中的变化研究 |
5.3.1 LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2 前驱体与锂辉石煅烧后的XRD分析 |
5.3.2 LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2 前驱体与锂辉石煅烧后的SEM和 EDS分析 |
5.4 本章小结 |
6 原料比例、保温时间和粒度对LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2前驱体与耐火原料之间反应的影响 |
6.1 原料比例对LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2 前驱体与耐火原料之间反应的影响 |
6.1.1 实验内容 |
6.1.2 原料比例对LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2 前驱体与氧化铝之间反应的影响 |
6.1.3 原料比例对LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2 前驱体与莫来石之间反应的影响 |
6.1.4 原料比例对LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2 前驱体与堇青石之间反应的影响 |
6.2 保温时间对LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2 前驱体与耐火原料之间反应的影响 |
6.2.1 实验内容 |
6.2.2 保温时间对LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2 前驱体反应的影响 |
6.2.3 保温时间对LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2 前驱体与氧化铝之间反应的影响 |
6.2.4 保温时间对LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2 前驱体与镁铝尖晶石之间反应的影响 |
6.2.5 保温时间对LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2 前驱体与莫来石之间反应的影响 |
6.3 粒度对LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2 前驱体与耐火原料之间反应的影响 |
6.3.1 实验内容 |
6.3.2 粒度对LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2 前驱体与镁铝尖晶石之间反应的影响 |
6.4 本章小结 |
7 结论 |
参考文献 |
个人简历在学期间发表的学术论文与研究成果 |
致谢 |
(10)抗三元正极材料侵蚀的KAlSi2O6-铝硅质匣钵材料制备与性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 前言 |
2 文献综述 |
2.1 锂电池正极材料 |
2.1.1 锂电池正极材料发展 |
2.1.2 三元锂电池正极材料制备方法 |
2.2 煅烧三元锂电池正极材料匣钵 |
2.2.1 匣钵材料概述 |
2.2.2 煅烧三元锂电池正极材料匣钵损毁机理 |
2.3 KAlSiO_4和KAlSi_2O_6材料 |
2.3.1 KAlSiO_4和KAlSi_2O_6的概述 |
2.3.2 KAlSiO_4和KAlSi_2O_6抗侵蚀性概述与分析 |
2.4 红柱石与煤矸石 |
2.4.1 天然矿物红柱石概述 |
2.4.2 固体废弃物煤矸石概述 |
2.5 课题研究内容和创新点 |
2.5.1 课题研究内容 |
2.5.2 课题创新点 |
3 KAlSiO_4/KAlSi_2O_6与三元锂电池正极材料界面反应行为研究 |
3.1 引言 |
3.2 实验过程 |
3.2.1 KAlSiO_4和KAlSi_2O_6制备 |
3.2.2 KAlSiO_4和KAlSi_2O_6与三元锂电池正极材料界面反应实验 |
3.2.3 实验表征与分析手段 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 KAlSiO_4和KAlSi_2O_6物相及显微结构表征与分析 |
3.3.2 KAlSiO_4与LNCM材料界面反应行为表征与分析 |
3.3.3 KAlSi_2O_6与LNCM材料界面反应行为表征与分析 |
3.3.4 讨论与分析 |
3.4 KAlSi_2O_6/KAlSiO_4 改善铝硅酸盐材料抗侵蚀性分析与设计 |
3.5 本章小结 |
4 KAlSiO_4/KAlSi_2O_6对莫来石-刚玉匣钵材料物相、结构及性能的影响 |
4.1 引言 |
4.2 KAlSiO_4/KAlSi_2O_6引入莫来石-刚玉匣钵材料可行性分析 |
4.3 实验过程 |
4.3.1 莫来石-刚玉-KAlSiO_4/KAlSi_2O_6材料制备 |
4.3.2 莫来石-刚玉-KAlSiO_4/KAlSi_2O_6材料与LNCM材料界面反应行为实验 |
4.3.3 实验表征与分析手段 |
4.4 结果与讨论 |
4.4.1 莫来石-刚玉-KAlSiO_4/KAlSi_2O_6材料物相和显微结构表征与分析 |
4.4.2 莫来石-刚玉-KAlSiO_4/KAlSi_2O_6材料对LNCM材料抗侵蚀性表征与分析 |
4.4.3 莫来石-刚玉-KAlSiO_4/KAlSi_2O_6材料物理性能表征与分析 |
4.5 莫来石-刚玉-KAlSi_2O_6材料作为煅烧三元锂电池正极材料匣钵的工业应用探讨 |
4.6 本章小结 |
5 红柱石-KAlSi_2O_6复合材料设计及制备煅烧LNCM匣钵材料性能的研究 |
5.1 引言 |
5.2 实验过程 |
5.2.1 红柱石与LNCM材料界面反应行为实验 |
5.2.2 红柱石-KAlSi_2O_6复合材料设计及与LNCM材料界面反应行为实验 |
5.2.3 红柱石-KAlSi_2O_6-刚玉匣钵材料制备 |
5.3 结果与讨论 |
5.3.1 红柱石与LNCM材料界面反应行为表征与分析 |
5.3.2 红柱石-KAlSi_2O_6复合材料物相和显微结构表征与分析 |
5.3.3 红柱石-KAlSi_2O_6复合材料与LNCM材料界面反应行为表征与分析 |
5.3.4 红柱石-KAlSi_2O_6-刚玉匣钵材料物相和显微结构表征与分析 |
5.3.5 红柱石-KAlSi_2O_6-刚玉匣钵材料物理性能表征与分析 |
5.4 红柱石-KAlSi_2O_6-刚玉材料作为煅烧三元锂电池正极材料匣钵的工业应用探讨 |
5.5 本章小结 |
6 煤矸石-KAlSi_2O_6复合材料设计及制备煅烧LNCM匣钵材料性能的研究 |
6.1 引言 |
6.2 构建煤矸石-KAlSi_2O_6核壳结构复合材料可行性分析 |
6.3 实验过程 |
6.3.1 煤矸石原料理化指标 |
6.3.2 煤矸石与LNCM材料界面反应行为实验 |
6.3.3 煤矸石-KAlSi_2O_6复合材料设计及与LNCM材料界面反应行为实验 |
6.3.4 煤矸石-KAlSi_2O_6-刚玉匣钵材料制备 |
6.4 结果与讨论 |
6.4.1 煤矸石与LNCM材料界面反应行为表征与分析 |
6.4.2 煤矸石-KAlSi_2O_6复合材料物相组成和显微结构表征与分析 |
6.4.3 煤矸石-KAlSi_2O_6复合材料与LNCM材料界面反应行为表征与分析 |
6.4.4 煤矸石-KAlSi_2O_6-刚玉匣钵材料物相和显微结构表征与分析 |
6.4.5 煤矸石-KAlSi_2O_6-刚玉匣钵材料物理性能表征与分析 |
6.5 煤矸石-KAlSi_2O_6-刚玉材料作为煅烧三元锂电池正极材料匣钵的工业应用探讨 |
6.6 本章小结 |
7 结论与展望 |
7.1 结论 |
7.2 展望 |
参考文献 |
个人简历 |
在学期间研究成果 |
致谢 |
四、莫来石—堇青石复相耐火材料的制备及机理研究(论文参考文献)
- [1]利用煤矸石制备陶瓷材料的研究进展[J]. 曹雨桐,马北越,付高峰. 耐火与石灰, 2021(05)
- [2]SiC/Al复合材料的原位合成与改性研究[D]. 焦宇鸿. 陕西科技大学, 2021(01)
- [3]Al2O3抗热震陶瓷的研究进展[J]. 张巍,张金,段春雷,耿浩,韩阳. 沈阳工业大学学报, 2020(06)
- [4]锂离子电池正极材料烧成用匣钵显微结构及性能研究[D]. 解华婧. 西安建筑科技大学, 2020
- [5]锂电池三元正极材料合成用耐火材料抗侵蚀性能研究[D]. 段雪珂. 中钢集团洛阳耐火材料研究院, 2020(01)
- [6]晶须框架强韧化莫来石陶瓷的研究[D]. 宋晓珩. 长安大学, 2020(06)
- [7]颗粒稳定泡沫法制备莫来石基多孔陶瓷[D]. 王涵. 北京交通大学, 2020(02)
- [8]锂离子电池阳极材料焙烧用匣钵的研究[D]. 单峙霖. 武汉科技大学, 2020(01)
- [9]LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2前驱体与匣钵用耐火原料在加热过程中的物理化学变化研究[D]. 赵航. 郑州大学, 2020(02)
- [10]抗三元正极材料侵蚀的KAlSi2O6-铝硅质匣钵材料制备与性能研究[D]. 丁达飞. 郑州大学, 2020(02)