发泡法制备孔结构可控的镁质轻质料

利用发泡法在1 580℃保温3 h烧成制备镁质轻质料,并研究泡沫搅拌时间(5、10、15和20 min)、泡沫加入量(每千克料浆中分别加入300、500、700和900 m L)、镁砂粒度(平均粒度0. 3、3. 48、20. 16和40μm)对烧后试样体积密度、显气孔率和耐压强度的影响,并通过SEM分析了其显微结构。结果表明:当泡沫搅拌时间为15 min时,烧后试样的体积密度最小,常温耐压强度最大,显气孔率最大,气孔分布均匀,孔径为20～40μm;随着料浆中泡沫量的增加,烧后试样的体积密度和常温耐压强度减小,显气孔率增加,孔径增大且分布分散;随着镁砂粒度的减小,烧后试样的体积密度减小,常温耐压强度增大,显气孔率增加,孔径减小且分布均匀,气孔壁变薄。     

镁砂临界粒度和颗粒级配对镁质弥散型透气材料性能的影响

为了进一步完善中间包用镁质弥散型透气元件的性能,以电熔镁砂颗粒(粒度1~0.5、1.5~0.5和2~1 mm)、高纯镁砂粉(≤0.074 mm)、铝镁尖晶石粉(≤0.074 mm)、α-Al2O3粉(≤0.074 mm)为主要原料,亚硫酸纸浆废液为结合剂,按不同的粒度级配(配料中≤0.074 mm的细粉质量分数分别为6%、13%、20%和27%)配料、混料后经机压成型,然后经1 650℃下保温3 h烧成制备了镁质弥散型透气试样,并研究了镁砂临界粒度(分别为1、1.5和2 mm)和颗粒级配对试样透气度、高温抗折强度、体积密度和显气孔率、常温抗折强度、常温耐压强度以及显微结构中气孔孔径的影响。结果表明:随着镁砂颗粒临界粒度的增加,试样的常温强度、高温抗折强度和体积密度均减小,气孔率和透气度增大;随着配料中≤0.074 mm细粉含量的增加,试样的常温强度、高温抗折强度、体积密度均增大,气孔率和透气度减小。综合各项性能认为,电熔镁砂骨料(粒度为1~0.5 mm)含量为80%(w),细粉(≤0.074 mm)含量为20%(w),是镁质弥散型透气材料的最佳配比。     

锆莫来石加入量对刚玉质耐火浇注料抗热震性的影响

以电熔刚玉、锆莫来石、α-Al2O3微粉为主要原料,以铝酸钙水泥为结合剂,制备了刚玉质耐火浇注料.研究了锆莫来石加入量(质量分数分别为0、3％、6％、9％)对刚玉质耐火浇注料物理性能、物相组成和显微结构的影响.结果表明:随着锆莫来石加入量的增加,110℃×24 h烘干后试样体积密度呈先增大后减小,显气孔率呈先减小后增大趋势,常温抗折强度变化不大;1600℃×3h处理后耐火浇注料试样体积密度和常温抗折强度呈先增大后减小的趋势,1500℃×0.5 h高温抗折强度呈明显下降趋势.锆莫来石的引入对刚玉质耐火浇注料的抗热震性有所提高.综合各项性能,认为锆莫来石的最佳加入质量分数为3％.     

铝锆碳质耐火材料的性能研究

为提高铝锆碳耐火材料的性能,研究了烧成温度对铝锆碳耐火材料气孔率、体积密度、常温耐压强度的影响,得出了适宜的烧成温度范围和最佳的锆莫来石加入量,并对此进行了理论分析。同时,还研究了烧成温度对材料抗氧化性的影响。     

莫来石溶胶结合高铝质耐火材料性能的研究

为了提高高铝质耐火材料的综合性能,利用共沉淀法得到的莫来石溶胶为结合剂制备高铝质耐火材料。利用XRD和SEM等手段对莫来石溶胶的组成、显微结构和性能进行分析和表征,通过检测高铝质耐火材料试样的体积密度、显气孔率、线变化率和常温耐压强度,重点研究莫来石溶胶的性能及对高铝质耐火材料烧结性能和抗热震性能的影响。结果表明:经1100℃烧后莫来石溶胶的比表面积为26.02 m2/g,溶胶经1300℃烧后完全转化成莫来石;莫来石溶胶的加入使得高铝质耐火材料试样的体积密度增大,显气孔率降低;莫来石溶胶与Al2O3晶形转变的协同作用提高了莫来石溶胶结合高铝质耐火材料的常温耐压强度和热震稳定性。     

泡沫法制备莫来石轻质隔热材料及性能

采用红柱石、刚玉、水泥、粘土、硅微粉为原料,加入减水剂、硅溶胶、泡沫及水,通过改变泡沫的加入量在五种不同温度下烧成制备莫来石质轻质隔热材料,测试试样的容重、气孔率、气孔种类和孔径、常温耐压强度、物相组成和显微结构。采用泡沫法制备的轻质隔热材料试样外观致密,内部气孔分布均匀。试样的主晶相为莫来石相,1400℃烧成试样的烧后线变化和常温耐压强度随容重的增加成线性增加;显气孔率逐渐减小,闭口气孔率基本无变化,大概为3%。     

蜡石粒度组成对铁水包用ASC材料性能的影响

在铁水包用常规Al2O3-SiC-C砖的配料组成中引入不同粒度组成的蜡石,研究了蜡石粒度组成对Al2O3-SiC-C材料加热永久线变化率、显气孔率、体积密度、耐压强度、抗氧化性和抗渣性的影响。结果表明:随着处理温度的升高,各试样的显气孔率先增大后减小,体积密度减小;随着所添加蜡石粒度的减小,试样在1 000和1 400℃埋炭热处理后的永久线变化率减小,常温耐压强度增大,1 400℃时的抗氧化性增强,但1 500℃时的抗侵蚀性降低。     

矾土基电熔锆刚玉和锆莫来石合成料的制备、性能与结构

研究了以高铝钒土为熟料和锆英砂为原料、采用电熔工艺法制备的矾土基电熔锆刚玉和锆莫来石合成料的理化性能、物相组成和显微结构,并用这些合成料制备了Al2O3 -ZrO2 -C试样,检测其常温物理性能、高温抗折强度和抗热震性;同时还与氧化铝基电熔锆刚玉和锆莫来石合成料进行了相应性能的比较。结果表明,矾土基电熔合成料的化学矿物组成、性能和显微结构均与氧化铝基电熔锆刚玉和锆莫来石合成料的相似,而且用其生产的Al2O3 -ZrO2 -C制品的性能也达到了用氧化铝基电熔合成料所能达到的水平,可用于实际生产。     

蓝晶石基微孔莫来石陶瓷分离膜支撑体的制备、结构与性能研究

以蓝晶石为主要原料、γ-A12O3为辅料,采用注浆成型技术与反应烧结工艺制备出了具有针状网络结构的微孔莫来石陶瓷分离膜支撑体.系统研究了烧成温度对试样物相组成、显微结构及性能的影响,结果表明:随着烧成温度的升高,试样中莫来石的生成量增多,其形貌逐渐由针状发育成柱状,试样的性能与莫来石的生成量及形貌密切相关.针状莫来石可对基体起强韧化作用,并使气孔的有效半径微细化.在1450 ～ 1500℃,随烧成温度的升高,试样的显气孔率逐渐增大、孔径减小、强度升高.所制支撑体的体积密度为1.38～ 1.60 g,/cm3、显气孔率为46.74％ ～ 53.23％、烧后线变化率为-3.10％～2.24％、气孔孔径集中分布在1～ 20 μm、平均孔径为5.84～9.93 μm、常温耐压强度为30.1～ 37.2 MPa.     

刚玉-莫来石多孔陶瓷透气性的研究

通过测定多孔刚玉-莫来石材料的显气孔率、孔径分布和透气度,并观察其显微结构,研究了显气孔率、气孔孔径分布等对材料透气性能的影响.研究表明:透气度会随着显气孔率的增大而增大,但会受到孔径大小的影响,孔径越大透气性能越高,显气孔率对透气度的影响越明显,具有长的直通型气孔显微结构的陶瓷的透气性能最好.     

金属Al-Si结合Al2O3-C滑板的性能和使用

自主研制开发了节能型低碳金属Al-Si结合Al2O3-C滑板,其工艺特点是低温烧成,产品特性是低碳,与常用的Al2O3-C和Al2O3-ZrO2-C滑板相比,具有较高的热态强度,较好的抗热震性和抗氧化性。经大中型钢包的批量使用表明,其连续使用次数是高温烧成Al2O3-C滑板的两倍,与Al2O3-ZrO2-C滑板相当,用后滑板扩孔均匀,拉毛较少,裂纹微细。经残砖分析,认为金属Al-Si结合Al2O3-C滑板使用时的损毁过程可能是:表面工作层的非氧化物首先被氧化,导致结构疏松,强度降低,在铸孔处由高温钢水冲刷引起铸孔扩大,在滑动面处因机械摩擦造成滑动面拉毛。     

反应结合Al2O3—ZrO2—SiC复合陶瓷的制备工艺与性能

采用反应结合技术研究了Ａｌ２Ｏ３－ＺｒＯ２－ＳｉＣ复合陶瓷的制备工艺与材料性能，比较孙同的原料来源对致密化行为及材料性能的影响，含细Ａｌ２Ｏ３和粗ＳｉＣ的配方获得了最快的致密化速率及最高的烧结密度，该材料经１５５０℃烧结３０ｍｉｎ后再热等静压获得了近１００％的致密度和７６０ＭＰａ的弯曲强度。     

Al2O3增强ZrO2陶瓷的制备及性能研究

本文采用热分解法制备Al2O3微粉、化学共沉淀法制备(Y,Ce)—ZrO2超细粉,通过适当工艺制备出ZrO2／Al2O3复合陶瓷。经研究发现,添加Al2O3,可抑制ZrO2晶粒的长大,提高基体的强度和韧性。当Al2O3含量达到30%(质量分数)时,复合陶瓷的抗弯强度为986MPa,断裂韧性为13.7MPa*m1／2。材料性能的提高可归结为Al2O3颗粒的弥散增韧和ZrO2陶瓷的相变增韧叠加作用的结果。     

铝锆碳质转炉挡渣闸阀开发与应用

主要研究了膨胀石墨含量对低碳铝碳耐火材料的显微结构,力学性能和抗热震性的影响;在此基础上选择合适含量的膨胀石墨引入铝锆碳质转炉挡渣闸阀中,考察了转炉挡渣闸阀的现场服役行为.结果表明:膨胀石墨引入铝碳耐火材料中有助于促进碳化硅晶须的生长;正是由于碳化硅晶须以及膨胀石墨自身的强韧化作用,铝碳耐火材料热震后的残余强度由空白样的4.87 MPa提高至9.31 MPa,残余强度保持率由38%提高至54%.工业试验结果显示引入0.5wt%膨胀石墨的铝锆碳质转炉挡渣闸阀的平均使用寿命较传统滑板提高0.77次.     

高温抗氧化涂料的研究

介绍了一种新型耐火材料抗氧化涂料。此涂料由复合氧化物、氧化硅、氧化铝及施工性能调节剂充分反应制成。结果表明,在1 500℃内,涂料对Al2O3-ZrO2-C耐火材料具有良好的保护效果。     

氧化铝基纳米复合陶瓷显微结构的研究

考察了Al2O3-SiC和Al2O3-ZrO2(3Y)-SiC纳米复合陶瓷的断裂方式。由于SiC的加入,材料以穿晶断裂为主。通过透射电镜观察,研究了纳米复合陶瓷中材料SiC颗粒的分布,证明所制备的材料为晶内型纳米复合陶瓷。在Al2O3-ZrO3(3Y)-SiC纳米复合陶瓷中,小的ZrO2颗粒分布于Al2O3晶粒内,大的ZrO2晶粒位于Al2O3晶粒间,ZrO2的分布影响Al2O3晶粒的形状。通过高分辨透射电镜,观察了Al2O3-SiC和Al2O3-ZrO2(3Y)-SiC纳米复合陶瓷中Al2O3/Al2O3,Al2O3/SiC,Al2O3/ZrO2的界面。在两颗晶粒间的晶界几乎没有玻璃相的存在,证明纳米复合材料中晶界得到了加强,有利于力学性能的提高。     

Porous Nanocomposites 2: Pore-Structure Stability of Pure ZrO2, ZrO2(matrix)-Al2O3 and Al2O3(matrix)-ZrO2 Nanocomposites

Porous nanocomposites in the Al2O3-ZrO2 system were studied with a view to understand the selection rules for developing high temperature stable porous oxide systems. The results were also compared with TiO2-Al2O3 nanocomposite systems. The pore structure and phase evolution of these composites were studied using TG/DTA, XRD and nitrogen adsorption/desorption techniques. Al2O3 was found to be a good second phase stabiliser for stabilising ZrO2 and TiO2 matrix phases.     

炭黑包裹燃烧法制备Al_2O_3-ZrO_2复合粉

研究了采用炭黑包裹燃烧法制备Al2O3-ZrO2复合粉体溶液pH值和炭黑氧化温度对复合粉体制备团聚及粒度组成的影响。结果表明:pH值控制为3,经过500℃×10h+600℃×2h脱炭后制得的粉体粒径最小,通过激光粒度分布仪测定得Al2O3-ZrO2复合粉体粒径分布均匀,d10=0.6μm,d50=2.06μm,平均粒径为2.62μm,复合粉体的比表面积为440m2/cm3。     

连铸浸入式水口Al_2O_3结瘤现象的研究

综述了国外对铝炭质、铝锆炭质浸入式水口A12O3结瘤现象的研究现状。探讨了水口结瘤物的来源、分布状况、显微结构和结意形成机理，为研究抗A12O3结瘤的新方法和新材料提供了一定的实验和理论基础。     

Al2O3含量对TiB2-Al2O3陶瓷性能的影响

本文以Y2O3-La2O3为烧结助剂,通过热压烧结制备了TiB2-A12O3复相陶瓷,研究了原料组成对材料的显薇结构和力学性能的影响。实验结果表明：随A12O3含量升高,混合原料的烧结性能提高,复相陶瓷中的晶粒尺寸逐渐减小;材料的抗弯强度随A12O3含量的增加出现先增大后减小的趋势,当A12O3含量为30wt%时,抗弯强度达最高值;A12O3含量的增加会导致材料的洛氏硬底（HRA）降低。