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三元碳化物Al-C-X(X=Si,B)具有许多优异的性能,如高熔点、低密度、良好的抗氧化性能和抗水化性能,在耐火材料及高温陶瓷领域有很好的应用前景。本文分别对Al-C-Si和Al-C-B两种体系中性能最为优异的两种三元碳化物进行了研究,包括Al4SiC4的合成及其对SiC烧结性能的作用机制,Al8B4C7对Al2O3-C耐火材料物相组成、显微结构、力学性能、抗氧化性能以及抗渣性能的影响。(1)研究MgO外加对Al4SiC4合成的影响。当烧成温度相同时,随MgO加入量增加,Al4SiC4对应的相对衍射峰强度降低,Al4O4C对应的相对衍射峰强度增强。MgO外加促进了Al4O4C的合成反应,降低了Al4SiC4的生成量。烧成温度为1600℃时,Al4SiC4晶粒外形不完整。烧成温度升高至1700℃,未加入MgO时,Al4SiC4晶粒呈规则的六方片状,晶粒表面光滑。外加MgO后,Al4SiC4晶粒的形貌出现不规则。(2)研究Al4SiC4对Si C材料的烧结性能的影响。当烧结温度低于2100℃时,相同温度下,随Al4SiC4添加量增加,SiC烧结体的致密度及抗折强度提高。当烧结温度为2100℃时,随Al4SiC4添加量增加,Si C烧结体的致密度及抗折强度先提高后降低。当Al4SiC4添加量相同时,温度升高有利于SiC烧结体的致密度和抗折强度提高。在烧结温度为2100℃,Al4SiC4添加量为5wt%时,SiC烧结体抗折强度达到最大。(3)研究Al8B4C7对Al2O3-C耐火材料性能的影响。Al8B4C7替代Al2O3-C耐火材料中的B4C后,材料中的Al N晶须生成量增加。AlN晶须和SiC晶须在材料内部交错生长,对材料的力学性能起到了增强、增韧作用,提高了材料的抗折强度和耐压强度。Al8B4C7替代Al2O3-C耐火材料中的金属Al和Si后,材料中AlN晶须生成量降低,同时,不能形成SiC晶须,使得材料的抗折强度和耐压强度减小。另一方面,当Al8B4C7逐步替代B4C、金属Al和Si后,材料的抗氧化性能随Al8B4C7加入量增加而逐渐降低,抗渣侵蚀能力随Al8B4C7加入量增加逐渐增强。