由天然原料合成耐火材料的研究

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该文即根据这一方针选用天然原料制备优质Sialon结合SiC、Sialon结合刚玉和镁铝尖晶石耐火材料,并运用材料物理化学原理和现代测试方法,围绕材料的制备-组成-结构-性能关系,探讨材料的物相组成、相间结合特征、微观结构及性能变化规律,为天然原料深加工技术的开发,新型复合耐火材料和研制提供科学依据.首次天然高岭土为原料,通过碳热还原氮化和铝热还原氮化两种途径制备β-Sialon粉体,它比用合成原料制备的纯β-Sialon成本下降20-30倍.采用化学分析、X-射线衍射(XRD)、差热分析(DTA)和扫描电子显微分析(SEM)等手段,系统地研究了原料的成分及配比、反应温度、反应时间、添加剂的选择等因素对粉体合成的影响.该文首次试用廉价β-Sialon经常压烧结制备Sialon结合SiC或刚玉耐火材料.该文采用天然菱镁矿和高铝矾土,通过反应烧结方法制备出镁铝尖晶石,利用正交设计确定合成工艺,并运用化学分析,XRD和性能测试等手段研究了反应温度、烧结时间等因素的作用,利用热力学方法分析了材料的化学稳定性.该文首次利用分形理论结合计算机模拟,基于反应限制簇-簇模型(RLCCA)对β-Sialon晶体的形成和生长过程进行模拟.该文首次尝试运用中心距缩短的双球模型和十四面体模型描述Sialon结合刚玉材料的烧结过程.
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