高铝矾土的烧结动力学特征

研究了高铝矾土(Al2O388,Al2O3质量分数约为88%)的烧结动力学,借助于X射线衍射仪和扫描电子显微镜对Al2O388的烧结特性进行了表征。结果表明:提高烧结温度有利于加快Al2O388的致密化进程。Al2O388的烧结符合液相烧结机理及特征:高于1 100℃,样品液相量逐渐增多并伴随有颗粒重排;约为1 500℃时,烧结进入溶解--沉淀阶段,刚玉晶粒在液相中的溶解可加速传质、促进致密化;1 600℃时烧结进入后期重结晶阶段,晶粒发育长大并形成封闭气孔。等温烧结动力学分析结果表明:在1 450、1 500和1 550℃,样品的线收缩率与时间在双对数坐标下呈现良好的线性关系,Al2O388的烧结激活能为289kJ/mol。     

莫来石加入量和烧成温度对红柱石耐火材料性能的影响

红柱石颗粒本身为基本无气孔的密实体 ,烧后气孔率不增加或增加很少 ,且体积效应较小 (约为 3 %～ 5 % ) ,因此红柱石不需要煅烧便可以直接用于生产烧成制品 ,是生产高级Al2 O3 -SiO2 系耐火材料的优质原料。国产红柱石大颗粒的杂质含量较高 ,用它生产的红柱石制品性能不理想。而南非红柱石大颗粒的杂质虽较低 ,但价格较高 ,且有时不能及时供货 ,组织生产较困难。由于人工合成莫来石原料具有纯度高 ,耐火度高 ,热膨胀系数小 ,热传导性低 ,化学稳定性及高温力学性能好等优点。因此 ,用莫来石大颗粒替代红柱石大颗粒生产红柱石耐火材料 ,不…     

空气气氛中烧成Si3N4-SiC复合材料的性能、相组成和显微结构

以氮化硅细粉(粒度＜0.088 mm,w(β-Si3N4)＞95%)、碳化硅(w(SiC)＞98%,粒度分别为2.8～0.9mm、0.9～0.15 mm、＜0.115 mm和＜0.063 mm四级)、硅粉(粒度＜0.045 mm,w(Si)＞98%)和硅灰(w(SiO2)=98.3%)为原料,以木质素磺酸钙水溶液作成型结合剂,采用150 MPa的压力成型为65 mm×114 mm×230mm的Si3N4-SiC、Si3N4-SiC-Si和Si3N4-SiC-SiO2三种试样.在空气气氛中,以50℃·h-1的升温速度升至800℃保温4 h,再升至1450℃保温2 h,自然冷却至室温后,测定烧成后试样的常温耐压强度、常温抗折强度、1400℃下的高温抗折强度、显气孔率、体积密度和残氮率,并采用XRD、SEM和EPMA等手段分析烧后试样的相组成和显微结构.结果表明3种试样在空气气氛中烧成后的高温(1400℃)和常温抗折强度都比较高,显气孔率都比较低,而耐压强度则以Si3N4-SiC试样的最高;烧成后试样中心区域的残氮率以Si3N4-SiC-Si试样的最高,Si3N4-SiC-SiO2试样的次之,Si3N4-SiC试样的最小;在空气气氛中烧成后,Si3N4-SiC试样中的Si3N4分解较多,SiC-Si3 N4-Si试样的表面和内部都明显含有单质Si,SiC-Si3N4-SiO2试样表面区域的Si2N2O晶体发育很好,而内部区域的晶体发育较小.     

逆反应烧结制备铝电解槽用氮化硅-碳化硅复合材料

采用常规的反应烧结工艺制作铝电解槽侧壁材料用Si3N4／SiC时存在不足，为此，提出应用逆反应烧结工艺进行生产性试验的设想。在制备Si3N4／SiC复合材料时，常规反应烧结是以Si和SiC为原料经氮化烧结；逆反应烧结是以Si3N4和SiC为原料，首先使Si3N4反向反应生成活性氧化物后进行烧结。结果表明：该工艺特点是新生的Si2N2O或SiO2进行活性烧结；制品具有良好的物理和化学性能。制品结构紧密，新生氧化物或亚氧化物紧密地充填在Si3N4和SiC颗粒间界，新工艺制备的砖的抗冰晶石熔体侵蚀的性能优于常规工艺烧成砖，是铝电解槽侧壁的良好材料。     

多元固废制备高强烧结透水砖及其性能研究

为充分利用尾矿资源,以多元固废（钒钛铁尾矿、金尾矿、页岩和水库底泥）为原料制备高强烧结透水砖,采用XRF、XRD及SEM研究了原料的物化特性,通过钒钛铁尾矿烧结产品的指标分析了其烧结特性,讨论了钒钛铁尾矿级配及粘结剂配比对透水砖性能的影响,确定了适宜的透水砖制备工艺参数。结果表明：①钒钛铁尾矿主要化学组成为SiO2、CaO、MgO,有利于形成辉石体系,促进结构的致密性,应用于烧结材料较为理想。颗粒表面粗糙,用作透水砖骨料时能够形成骨架结构,并在颗粒间形成一定孔隙,有利于砖体的透水性。②钒钛铁尾矿在不同烧结温度下颜色变化较大,随着烧结温度的升高,颜色由黄色逐渐转变为褐色,线膨胀率持续降低,质量损失率逐渐升高,堆积密度不断增大。③试验确定钒钛铁尾矿的适宜级配为1.18~4.75 mm占20%、0.60~1.18 mm占50%、0.15~0.60 mm占30%,适宜掺量78%;粘结剂的适宜配比为w（金尾矿）∶w（页岩）∶w（水库底泥）=2∶1∶1。④以钒钛铁尾矿为骨料制备透水砖,适宜的成型压力为25 MPa、烧结温度为1 080 °C、保温时间为90 min,此时透水砖抗压强度达到64 MPa,透水系数为0.062 cm/s,保水性为0.62 g/cm2,满足《透水路面砖和透水路面板》（GB/T 25993—2010）和《透水砖》（JCT 945—2005）的要求。     

钢包用MgO-Si_3N_4复合耐火材料抗渣性能

为了向洁净钢冶炼提供一种无碳的精炼钢包渣线用材料,将MgO/Si_3N_4复合耐火材料应用于精炼钢包渣线是一项有意义的探索.借助SEM和EDAX等手段研究了MgO/ Si_3N_4复合材料在精炼钢包渣线使用后反应带和渗透带等不同部位的微观结构.结果表明,MgO/ Si_3N_4复合耐火材料具有良好的抗渣渗透性.其损毁特征是:表层氮化硅氧化造成反应层疏松,使炉渣易于侵入并形成浮游颗粒而溶损.然而氧化产物SiO_2阻塞气孔通道,阻止反应的继续进行,氧化产物SiO气体在距渣层与反应层界面约1 mm处继续氧化成SiO_2固体沉析而形成Si的富集层,生成M_2S(2MgO·SiO_2),体积膨胀,进一步阻碍渣的渗透,使得形成的渗透层较薄.不像含碳耐火材料,碳氧化为气体,反应通道将继续留下.     

MgO-Si3N4-Al(Si)复合材料高温强度和显微结构

研究了金属Al和Si对MgO/Si3N4复合材料高温强度的影响.得出Al和Si的加入可显著提高MgO/Si3N4复合材料的常温耐压强度和高温抗折强度.借助SEM和EDAX等手段研究了加入Al和Si后MgO/Si3N4复合材料的微观结构,揭示了金属Al和Si的增强作用机理体系中的Al转化为纤维状的氮氧化物呈纤维增韧;体系中的Si转化为粒状或絮状的氮化硅,从而起粒子弥散增强作用.     

石墨烯增强复合相变储能材料的热学性能研究

以铁尾矿多孔陶瓷为载体,通过自发浸渗法成功制备出了添加石墨烯的复合相变储能材料,并对该材料热学性能及稳定性进行测试。结果表明:通过改变载体孔隙率,可以制得导热系数为0.41~0.59 W/(m·K)、潜热为69~120 kJ/kg、热学稳定性良好的导热增强复合相变储能材料。通过拟合,复合相变储能材料的导热系数与多孔载体的孔隙率呈线性关系,且经100次热循环后材料熔化潜热和导热系数分别降低了3.2%和16.7%。本研究为固废铁尾矿在蓄热、储能领域的应用提供了新思路。     

我国矾土基均质料的发展现状及其在不定形耐火材料中的应用

介绍了我国矾土基均质料的研究与生产现状,并结合本公司近年来的研究成果和生产经验总结了其在不定形耐火材料中的应用,指出了我国矾土基均质料目前存在的不足,同时提出了矾土基均质料未来发展和应用的方向。