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MgO-C耐火材料具有优良的抗侵蚀性和抗热震性,在20世纪70年代后得到了迅速发展,并广泛应用于冶金工业中的炼钢转炉、电炉、炉外精炼和钢包等设备中。MgO-C耐火材料在使用过程中存在的主要问题是石墨易氧化,造成MgO-C耐火材料在使用过程中性能的降低,所以常需要在MgO-C耐火材料中加入抗氧化剂,如Si、Al、Mg等抑制碳的氧化与提高制品的强度。这些常用的抗氧化剂虽然一定程度上抑制了镁碳耐火材料的氧化,但都存在着诸多问题。比如:Al在600℃时与碳反应生成Al4C3,而Al4C3在低温下易发生水化反应:Al4C3+12H2O=3CH4+4Al(OH)4,从而导致镁碳耐火材料产生严重的龟裂。镁碳耐火材料中添加金属Si粉,Si粉的抗氧化能力不足,而且对于多数用途来说,使用高纯低硅镁砂以Si为抗氧化剂是不合理的,因为SiO2是危害性较大的杂质。镁碳耐火材料中添加金属Mg粉,由于大量的金属镁蒸汽沸腾会对材料内部结构施加显著的应力,破坏镁碳耐火材料内部的结构。鉴于常用的抗氧化剂存在的问题,寻找新的抗氧化剂成为含碳耐火材料领域的一个研究重点。本文以MgB2做为抗氧化添加剂应用到MgO-C耐火材料,探究其在镁碳耐火材料中的反应机理,评价其抗氧化性能。将制得的试样分别在埋碳和空气气氛下煅烧,利用热重分析(TG-DSC)研究了MgB2在空气气氛下的反应行为,用X衍射分析(XRD)研究了埋碳条件各温度下的物相组成,用扫描电子显微镜(SEM)结合能谱分析仪(EDX)观察了试样的显微组织结构,研究了MgB2在镁碳耐火材料中的反应行为,探讨了MgB2的抗氧化机理,并与Al、Si、B4C、Al+B4C、Al+MgB2对比评价了MgB2的抗氧化性能。结果表明:MgB2在温度高于1000℃与CO反应,生成MgO、B2O3和C,MgO与B2O3进一步反应生成Mg3B2O6;当温度高于1340℃,Mg3B2O6熔化成为液相,填充在MgO骨料与基质周围,使得镁碳耐火材料结构致密,对抗氧化起到重要作用;B2O3(l)蒸发与MgO反应生成Mg3B2O6在镁碳耐火材料表面形成致密层,这种Mg3B2O6液相在交界处的沉积阻塞了交界处的气孔,从而有效地阻止了外界氧气的侵入,对碳的氧化起到了保护作用;MgB2抗氧化效果次于B4C,优于Al粉,Si粉,镁碳耐火材料中MgB2的合理添加量约为3%;还发现添加Al+10%MgB2的镁碳耐火材料取得了较好的抗氧化效果。