铝碳质长水口用低铝抗氧化涂层的研制

为抑制铝碳质长水口使用过程中石墨的氧化，其表面会涂覆含 20%~30%Al₂O₃的抗氧化涂层，但切割丝钢等特种钢冶炼过程必须严格控制钢液中夹杂的 Al₂O₃的含量，因此需要制备低氧化铝含量的抗氧化涂层。本文通过调节涂料组成、加水量和水玻璃加入量制备了低铝抗氧化涂层，并利用扫描电镜分析了抗氧化实验后试样断口的显微结构。结果表明：以粘土粉、钾长石粉和硅砂为主要原料，添加 10%硼砂的涂料可在 800 ℃形成良好的釉层，此时涂料中 A12O3的含量可降至 12%，得到了低铝涂料；当加入占涂料质量 80%的水和 40%的水玻璃时，涂层具有最佳的涂覆性能和抗氧化性能，涂层和长水口基体结合致密，保护了长水口中的石墨不被氧化。     

铝锆碳质长水口损毁机制的研究

采用SEM、EDS对使用后的铝锆碳质长水口内壁及渣线部位材料的蚀损过程进行了分析研究.结果 表明:1)铝锆碳质长水口内壁蚀损过程为碳首先被氧化和溶解形成脱碳层,之后钢水中的夹杂物FeO与脱碳层中的Al2O3反应形成铁铝尖晶石,随着FeO继续附着,在脱碳层表面形成FeO富集区并生成低熔点相,致使脱碳层在高速钢水的冲刷下逐渐蚀损;2)长水口渣线部位蚀损首先为碳向钢液中溶解,之后为中间包渣侵蚀材料中的氧化物,两个过程交替进行,从而导致了长水口渣线部位材料的蚀损;3)适当降低长水口制品中的碳含量,可以减少铝锆碳质长水口内壁以及渣线部位材料中碳的氧化及溶解所导致的材料结构的破坏,可望延长长水口的使用寿命.     

含不同结合剂的高铝自流浇注料

研究了不同种类、不同含量的结合剂对高铝自流浇注料的影响。根据Dinger-Fun提出的连续粒度分布模型,按照分布系数q=0.21制备自流浇注料。添加4%和6%的高铝水泥和硅溶胶为结合剂,加水搅拌至浇注料混合物达到自流的稠度。浇注料立方体经干燥后,在950℃和1 550℃下进行热处理。对所有干燥的和经热处理的试样进行了体积密度、体积收缩、常温耐压强度表征,利用XRD进行了相分析。     

利用废玻璃研制冰裂纹釉

实验以普通废玻璃瓶粉碎后的玻璃粉为主要原料,加入高岭土、钠长石、碳酸盐、硼化合物等原料研制冰裂纹釉。采用单因素与正交实验法确定釉料配方,通过对釉层厚度、烧成温度、急冷温度等单因素的试验考察,研制出层次丰富、花瓣状冰裂纹釉。研究结果表明:釉料配方中玻璃粉含量50～60 wt%,釉粉堆积厚度为5 mm,烧成温度1230℃,急冷温度200～500℃,坯与釉的热膨胀系数的差值Δα为1.25×10-6/℃时,得到的釉面效果最佳。     

影响镁铝碳制品高温性能的因素

研究了结合剂种类、石墨和特级高铝矾土熟料加入量对镁铝碳 (MAC)制品高温性能的影响。结果表明 :结合剂的性能显著影响MAC制品的高温性能 ,树脂类结合剂结合试样的高温性能优于水玻璃结合的 ;随着C含量增加 ,MAC制品的高温抗折强度降低 ,但抗渣和抗热震性能提高 ;在一定的Al2 O3含量范围内 ,MAC制品的高温力学性能优于镁碳砖 ,主要原因是其基质中生成的致密晶间尖晶石提高了基质中高熔点晶体间的直接结合程度。     

铝硅混合凝胶对刚玉-莫来石制品性能的影响

按莫来石骨料占65%(质量分数),刚玉和黏土组成的混合粉占35%(质量分数)配料,分别外加占原料总质量4%的水、硅溶胶、铝硅混合凝胶作结合剂,研究了结合剂种类对刚玉-莫来石材料经1 100、1 400和1 600℃分别保温3 h烧后的性能及显微结构的影响,并在此基础上研究了铝硅混合凝胶加入量(分别为1%、2%、3%、4%)及配比(m(Al2O3):m(SiO2)分别为8:2、7:3、4:6)对刚玉-莫来石制品常温性能的影响.结果表明:以铝硅混合凝胶为结合剂的刚玉-莫来石试样,经1 400、1 600℃烧后的常温、高温抗折强度和抗热震性均比仅加硅溶胶或水的好,但显气孔率偏大;当铝硅混合凝胶加入量为2%且m(Al2O3):m(SiO2)=7:3时,烧后试样的常温强度最高.     

铝碳制品防氧化涂料的研制

采用多组元化学组分和颗粒组成的硼硅酸盐系粉料,加入复合结合剂,研制出一种封闭温度低、熔融温度范围宽及热膨胀系数低、能与铝碳本体形成良好的匹配、能将本体与氧气隔绝的优良涂料。     

低熔点防氧化涂料的研制和应用

研制出用于铝碳耐火材料表面防氧化的低熔点涂料.涂料的组成为sSO2-A12O3-B293-Na2O-K2O-CaO,熔融温度范围760℃～910℃,能在700℃～1200℃内对铝碳耐火材料制品起到良好的保护作用.所形成的釉能在铝碳制品表面完全铺展,釉层致密、均匀,无脱釉现象,并探讨了组成变化及不同的粘结剂对涂料半球温度和防氧化性能的影响.     

放电等离子烧结制备金刚石/钛铝碳复合材料

以金刚石微粉和钛铝碳微粉为原料,采用放电等离子烧结制备金刚石/钛铝碳陶瓷复合材料。研究结果表明:在温度1100℃~1200℃、30 MPa和金刚石含量为(30~60)wt.%条件下,制得金刚石/钛铝碳陶瓷复合材料。当金刚石含量大于40wt%时,制得样品的微观结构中存在大量的空隙;当金刚石含量为(30~40)wt.%时,制得样品微观结构较致密。钛铝碳与金刚石作用分解为碳化钛和少量的碳化铝,金刚石能够被反应产物表面包覆,包覆后镶嵌于陶瓷基体中,复合材料密度达到3.7g/cm3,磨耗比约为1550。     

铝掺杂酸性硅溶胶的制备及表征

以正硅酸盐甲酯(TMOS)、六水氯化铝(AlCl_3·6H_2O)为原料,稀盐酸为催化剂,采用酸催化溶胶–凝胶法制备了铝掺杂硅溶胶,利用透射电镜、Zeta电位、纳米粒度分布仪、黏度计、pH计等测试手段考察了酸浓度、反应时间、反应温度、铝元素掺杂量对硅溶胶粒子的形貌、粒径分布、分散性和稳定性等的影响规律。结果表明:在该反应体系中,H~+将TMOS中的–OR基团质子化,水分子中的–OH基团取代–OR基团,发生水解反应,水解产物在H~+催化下吸引SiOH、SiOR和铝水解产物发生缩聚反应形成铝掺杂硅溶胶粒子;随盐酸浓度增大、反应时间增大、反应温度提升,铝掺杂硅溶胶粒子呈现粒径变大且粒子形状不规则的趋势;当铝掺量过大时,体系中发生偏聚现象;当盐酸浓度为5 mmol/L,反应时间为0.5h,反应温度为25℃,铝元素掺杂量(摩尔比)为n(Al):n(Si)=0.04:1时,可以得到粒径为5～8nm、粒径分布均匀、分散性好、固相含量约为13%的铝掺杂酸性硅溶胶。