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Ti(C, N)是一种性能优良、用途广泛的非氧化物陶瓷材料,具有高熔点、高硬度、耐磨、耐腐蚀等特性,并具有良好的导热性、导电性和化学稳定性,在机械、化工、汽车制造和航空航天等许多领域有广泛的应用,但将其应用于耐火材料中的报道尚不多见,主要原因是成本太高。李远兵老师在实验室条件下通过碳热和铝热还原法成功合成出成本相对较低的碳氮化钛及其复合粉末,因此可以考虑将其加入到耐火材料中以改善材料性能。本文通过采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、能谱仪和电子探针等,研究了Ti(C, N)等和MgO之间的反应关系以及Ti(C, N)加入到MgO-C、MgO-MA-C、Al2O3-C三种含碳耐火材料中后对材料性能(如体积密度、显气孔率、常温耐压和抗折强度、高温抗折强度、烧后线变化、抗氧化性、抗渣性等)产生的影响,主要内容包括:一.采用热力学软件Factsage对Ti-N-C-O-Mg系统热力学计算表明:当温度低于1600℃时,在真空气氛下, TiC、TiN极易与MgO发生反应生成Mg蒸气;在埋炭气氛下,MgO也可被TiC、TiN还原生成Mg蒸气,且TiC比TiN更易与MgO发生反应。当氧分压较大时(大于10-9Pa),TiN、TiC不稳定,容易氧化,当氧分压很低时,才会有TiC、TiN和MgO的稳定区域存在。二.研究了MgO与TiC、TiN、Ti(C, N)之间的反应关系,结果表明:TiN、TiC、Ti(C, N)在高温下可以和MgO发生一定程度的固溶;在1800℃保温2小时的真空条件下,MgO和TiN的反应由于受到动力学因素控制而逐步向里进行,外层MgO全部参与了反应,里层MgO则和TiN烧结成一个致密的烧结体,而MgO和TiC全部发生了反应,产物主要为TiO;在1600℃保温3小时的埋炭条件下,TiN和MgO基本没有发生反应,而TiC、Ti(C, N)则可以部分和MgO发生反应最后生成Mg2TiO4。三.分别研究了Ti(C, N)对MgO-C、MgO-MA-C、Al2O3-C耐火材料性能的影响,结果表明:Ti(C, N)可以改善和提高含碳耐火材料的抗氧化性、空气气氛下的抗渣性、高温抗折强度,对其他常温物理性能和埋炭气氛下抗渣性的影响不明显;Ti(C, N)在MgO-C耐火材料中的加入量为3%时,材料综合性能较好,在Al2O3-C耐火材料中的加入量为2%时,材料综合性能较好。