【摘 要】
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采用矾土基高铝刚玉为骨料，以电熔刚玉细粉、Si粉、SiC粉或SiAlON粉为基质料，用酚醛树脂为结合剂，试样于1 450℃埋炭烧成后，制备了烧结良好的原位SiC结合刚玉复合材料；采用静态坩埚法研究了加入SiC或SiAlON对这种复合材料抗渣性的影响。结果表明：1)原位SiC结合刚玉材料具有良好的抗侵蚀性能，加入适量SiC或SiAlON后复合材料的抗侵蚀性进一步提高；2)原位SiC结合刚玉基材料抗侵
【机 构】
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郑州大学高温材料研究所 河南郑州 450052
【出 处】
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第十二届全国耐火材料青年学术报告会
论文部分内容阅读
采用矾土基高铝刚玉为骨料，以电熔刚玉细粉、Si粉、SiC粉或SiAlON粉为基质料，用酚醛树脂为结合剂，试样于1 450℃埋炭烧成后，制备了烧结良好的原位SiC结合刚玉复合材料；采用静态坩埚法研究了加入SiC或SiAlON对这种复合材料抗渣性的影响。结果表明：1)原位SiC结合刚玉材料具有良好的抗侵蚀性能，加入适量SiC或SiAlON后复合材料的抗侵蚀性进一步提高；2)原位SiC结合刚玉基材料抗侵蚀行为和机制为：熔渣侵蚀材料的过程是SiC和SiAlON等非氧化物先被氧化，然后其氧化产物SiO2和Al2O3与熔渣中的CaO和Al2O3以及材料基质中的Al2O3反应生成钙长石低熔相；3)原位生成的SiC难被熔渣润湿，且填充在气孔里，堵塞了熔渣渗透的主要通道；4)加入SiC和SiAlON，材料中非氧化物的量明显增多，因此抗侵蚀性明显提高。
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在埋碳、1 500℃时Cr2O3可致密烧结，研究表明在该温度的H2气氛中Cr2O3也可致密烧结。而高铬耐火材料则在1700℃左右、在燃料燃烧形成的弱还原气氛中烧结10 h仍难以致密烧结，其显气孔率约18％。高铬耐火材料主要应用于水煤浆气化炉，炉内温度约1 500℃，环境气氛是CO、H2，这也正是致密铬耐火材料的烧结条件。致密铬耐火材料的显气孔率小于10％，在水煤浆气化炉中使用时，高铬耐火材料可能会
为了制得具有较好性能的A95多晶氧化铝纤维，研究了成纤助剂PVA-1799和LA对铝硅(Al2O3-SiO2)溶胶成纤性和稳定性的影响，测试了溶胶的黏度、流变性、折光指数、微观组织结构、凝胶纤维的直径及分布范围和渣球含量。结果表明：成纤助剂PVA-1799和LA的加入不仅提高了铝硅溶胶的稳定性，而且改善了溶胶的成纤性能。当复合成纤助剂内的PVA-1799和LA的加入量分别在0．5％～1．0％和1．
通过相变增韧、La2O3增韧及复合增韧等方法对Al2O3-TiN复合材料强韧性的影响进行了研究，通过试样的X衍射和扫描电镜微观结构分析，总结了Zro2和La2O3对氧化铝结合氮化钛复合材料强度和韧性的影响机制，结果表明：随着烧结温度和TiN颗粒质量分数的提高，此复合材料的断裂韧性和抗折强度不断提高，加入ZrO2时，由于基体相变诱导微裂纹，其材料的韧性有明显的提高，但其强度由于微裂纹的存在而下降；加
研究了水泥品种、外加剂、养护温度对高铝质低水泥浇注料可施工时间和强度的影响。结果表明：在养护温度为5～15℃时，加入适量的促凝剂，可以将物料的可施工时间控制在2 h以上；在养护温度为40～50℃时，引入适量的缓凝剂可以将物料的可施工时间控制在2～6 h；材料的常温强度不受促凝剂和缓凝剂的影响。
以二级矾土颗粒和细粉、硅线石细粉、活性氧化铝微粉、U951SiO2微粉为原料，CA75水泥为结合剂，研究了SiO2微粉加入量对矾土-硅线石基浇注料于110℃保温24 h及1100、1 500℃保温3 h热处理后性能和显微结构的影响。结果表明：随着SiO2微粉加入量的增加，浇注料热处理后的强度和体积密度增大，显气孔率降低；但加入SiO2微粉的质量分数超过7％时，浇注料的强度和体积密度降低，显气孔率增
研究了添加SiO2微粉、纳米SiO2、熔融石英粉、硅粉对炭素捣打料性能影响，并测试了试样在热处理后的常温耐压强度、显气孔率、体积密度、热导率，并进行显微结构观察。结果表明：加入SiO2微粉、熔融石英粉、硅粉3种硅源后的试样经热处理后均有碳化硅晶须生成，试样热导率较空白样提高，且加入硅粉的试样碳化硅晶须生成量较大；而加入纳米SiO2不易生成碳化硅晶须。
以工业级Si粉为原料，采用反应烧结法制备了的Si3N4-SiC复合材料，在冲蚀介质为水和SiC混合颗粒，平均线速度为130 m·min-1，冲蚀时间为24 h的试验条件下，Si粉质量分数为40％～80％的Si3N4-SiC试样耐固液两相流冲蚀磨损性能优于95 Al2O3耐磨陶瓷；Si粉质量分数为70％的Si3N4-SiC试样具有最好的耐固液冲蚀磨损性，冲蚀率仅有0．87％。
研究了碳含量、石墨粒度、Al-Si复合添加剂、Si-B4C复合添加剂和纳米Tic对低碳MgO-C材料抗热震性的影响。结果表明：1)碳含量越低，低碳MgO-C材料的抗热震性越差。2)粗、细粒度的石墨配合使用作为碳源能改善低碳MgO-C材料的抗热震性。3)在提高低碳MgO-C材料抗热震性能方面，添加Si粉比添加Al粉更为有效，而且单独使用Si粉较选用Al、Si复合粉更为有效。4)B4C可以有效改善低碳
研究不同基质的抗渣性，对3种不同配方的坩埚试样进行了抗渣试验，同时采用光学显微镜、扫描电子显微镜和X射线衍射分析等手段对抗渣侵蚀后试样进行了微观分析。结果表明1＃电熔尖晶石坩埚试样的性能指标最好。结合岩相分析知，以电熔尖晶石结合的1＃坩埚试样抗侵蚀性最好，电熔尖晶石抗碱性渣侵蚀性强。在使用过程中MgO·Al2O3能吸收渣中的FeO、MnO形成固溶体，使熔渣黏度升高，阻止熔渣的进一步渗透。
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