Si_3N_4-SiC复相陶瓷材料的制备及性能研究

以薄带连铸用陶瓷侧封板为研究对象,探讨了以氮化硅和碳化硅为主要原料,采用陶瓷制备工艺,烧成中进行埋粉处理,制备了试验用Si_3N_4-SiC复相陶瓷样品,并对烧成样品的抗折强度、抗热震性能以及组成和结构进行了测试和分析。结果表明,最佳试样中氮化硅质量分数为50%,碳化硅质量分数为30%,1 480℃进行烧成,室温抗折强度为53.20 MPa,经30次热震后抗折强度增加65.15%。样品内部主要为碳化硅、氮化硅及莫来石相,样品显微结构显示其内部孔隙较多,主要以玻璃相和莫来石相为结合相。     

烧结温度对碳化硅陶瓷力学性能的影响

采用硼、碳助剂无压烧结制备碳化硅陶瓷。针对烧结温度与碳化硅烧结体密度、抗弯强度以及硬度之间的关系进行了试验研究,并对不同温度下制备的烧结体进行了显微结构形貌观察和XRD图谱分析。结果表明,烧结温度在2190～2220℃范围内可以制备密度高、力学性能好的碳化硅陶瓷。其相对密度超过96%;抗弯强度接近400MPa;维氏硬度23GPa以上。在试验温度范围内,密度与抗弯强度之间的关系近似为线性关系,密度越高抗弯强度和硬度性能越好。     

高炉用氮化硅结合碳化硅风口套砖的研制

为长寿风口配套研制的氮化硅结合碳化硅风口套砖质量指标按近或达到国内外同类产品水平，在吹煤粉的包钢高炉上使用能有效地保护风口小套，并和进行入高炉热风的热量损失，提高入我温，降低炼铁焦比。     

日本各公司耐火新材料战略（中）：高温结构用陶瓷

一、高温结构用陶瓷概要日本黑崎窑业(株)的氮化硅系、碳化硅系、铝系、锫系等的精密陶瓷总称为“库罗舍拉姆”而库罗舍拉姆——N,是该公司开发的高温结构用陶瓷的氮化硅—碳化硅复合烧结体。     

Si_3N_4结合SiC高炉风口组合砖的应用和发展

阐述了氮化硅结合碳化硅风口组合砖材料性能、结构特点和应用状况,指出优化结构和开发新组装技术提高现场砌筑效率是Si_3N_4结合SiC风口组合砖的技术发展方向。     

氧气高炉冶炼过程的炉内料柱升温和反应特性

根据氧气高炉冶炼过程对于炉料的升温和反应特性,研究出一次数模,并由此得到以下计算结果:(1)随着鼓风中氧浓度的增加而热流比增大,炉内温度降低和还原减慢。当热流比在0.9以上时有必要吹预热煤气;(2)实现低直接还原度、低燃料比的预热煤气量和温度的适当范围,与煤气量相一致的热流比为0.74～0.90,温度为600～1200℃;(3)虽然预热煤气成分影响小,但是,为确保炉顶以下的传热容量范围,预热煤气吹入的位置应在炉身上部;(4)由风口前的理论燃烧温度能控制在风口水平面处的固体温度,以及在低燃料比的情况下也可控制预热煤气量和温度;(5)操作燃料比的范围很宽,从500kg/t(吹入预热煤气)到1200kg/t(不吹入预热煤气)。     

碳热还原/氮化合成氮化硅工艺中碳化硅生成的分析

碳热还原/氮化合成氮化硅在Si O2∶C=1∶4.5(摩尔比)、1 425~1 475℃、氮气中添加10 vol%氢气气氛、气体流量1 L/min条件下进行。生成物各相通过XRD定性分析。实验结果及热力学分析表明二氧化硅-碳-氮气反应体系中,氮化硅和碳化硅在常用温度区间内的生成趋势差别小;碳化硅成核在较高温度趋势较强,但在整个温度区间与氮化硅成核趋势均较强且差别细微;氮化硅晶体生长反应为控制步骤。在碳热还原/氮化工艺中控制Si3N4和Si C生成的边界温度并不明显,碳化硅的生成不可避免。     

添加氮化硅对莫来石碳化硅材料性能的影响

以莫来石、红柱石为主要原料,加入不同含量的氮化硅、碳化硅细粉,探讨了添加氮化硅对莫来石碳化硅材料性能的影响。结果表明:在1 450℃下制备的材料的显气孔率基本维持在15%左右,体积密度在2.45 g/cm~3左右,烧后线变化率相差不大,高温抗折强度和荷重软化温度也分别能够达到29.8 MPa和1 560℃,都表现出了较高的水准,且基本不受氮化硅加入量的影响;添加氮化硅能够提高材料的抗热震性能,但材料的常温耐压强度随着氮化硅含量的增加呈降低趋势;材料在烧结过程中,氮化硅和碳化硅均发生了氧化并在材料表面形成一层黄褐色氧化产物,其主要为玻璃相;在材料的截面出现致密层,且致密层的厚度随着氮化硅含量的增加而减小。     

国内简讯

用氯化法生产涂料钛白时 TiCl_4要预热。预热温度一般要求高于450℃。由于TiCl_4有强烈的腐蚀作用,常用金属及其合金,甚至钛锆等稀有金属仅能使用到500℃,所以进一步提高 TiCl_4温度的困难不在于加热方法,而在于能找到合适的耐腐蚀工程材质制造加热炉。北京有色金属研究总院用了近一年时间研制成一种管式石墨加热炉,较好地解决了这个问题。它的独到之处是(1)     

联合转炉放散炉气预热废钢的可行性分析

研究了转炉放散炉气在竖炉中预热废钢的传热规律,建立了废钢多孔介质中的瞬态非热平衡流固耦合模型;通过FLUENT模拟得出废钢传热特性曲线和废钢料层内部的温度分布,分析了废钢预热中料层高度、转炉放散炉气温度和进气速度对废钢温度及预热效率的影响.研究结果表明:在1200℃炉气中,废钢经30 min预热后温度达到570.3℃,预热效率为38.3%;随着废钢料层高度从2.5 m降低到0.7 m,废钢温度从570.3℃升高到695.7℃,预热效率下降为13.3%;随着转炉放散炉气温度从1200℃升高到1600℃,废钢温度从570.3℃升高到734.4℃,预热效率上升为44.2%;随着进气速度从2.375 m/s降低到1.125 m/s,废钢温度从570.3℃下降到356.1℃,预热效率上升为54.5%.     

混粉烧结法制备铜包铬复合粉末的研究

提出了一种新的铜包铬粉制备工艺,采用了混粉烧结法制备电触头材料用的铜包铬粉末。采用扫描电子显微镜、金相显微镜、能谱仪、氧含量测试仪和X射线衍射对粉末的形貌、成分、氧含量、相组成等进行了研究,分析了温度、烧结时间、有无添加粘结剂混粉方式对铜包铬粉性能的影响。实验结果表明:混粉烧结法较佳的工艺条件为温度450～500℃、烧结时间3 h,制备的铜包铬粉包覆层致密,氧含量小于1200×10~(-6),包覆层为铜颗粒烧结成的薄层结构,包覆层厚度为1～5μm;在混粉过程中添加粘结剂环氧树脂,能显著提高铜含量和包覆层厚度,铜含量可达到50%,包覆层由细小的Cu颗粒堆积而成,呈现葡萄状结构,包覆层厚度可达20μm;混粉烧结法制备的铜包铬粉由Cu, Cr两相组成。     

顶燃式空气、煤气自身双预热热风炉的开发与应用

顶燃式空气、煤气自身双预热热风炉采用了顶燃式燃烧器热风炉专利的燃烧器技术和高温旁通烟道技术.使用该热风炉后所取得的效果是:总烟道内综合排烟温度可达600 ℃;可将空气、煤气预热到300 ℃;以单一高炉煤气为燃料时,热风温度可达1200 ℃以上;烟气经过空气、煤气换热器后温度低于180 ℃.     

柳钢4号高炉提高风温的措施

柳钢4号高炉通过采取富化焦炉煤气烧炉、更换使用新型耐火球、优化热风炉烧炉操作、杜绝高炉风口直吹管发红烧穿现象、提高高炉接受高风温的能力等一系列措施,高炉入炉风温由1064℃提高到1200℃左右,最高可达1220℃。     

莫来石/碳化硅复相泡沫陶瓷的制备及抗压强度研究

以碳化硅微粉作为原料,并选用Al2O3、高岭土和Mg O作为烧结助剂,同时选用羧甲基纤维素钠(CMC)、聚丙烯酰胺(PAM)和可溶性淀粉作为添加剂,通过有机泡沫浸渍法制备出莫来石/碳化硅复相泡沫陶瓷材料。研究了不同原料组成、不同烧结温度等工艺参数对所制备的莫来石/碳化硅复相泡沫陶瓷物相组成、微观结构的影响,同时对莫来石/碳化硅复相泡沫陶瓷的孔隙率、力学性能进行了测试。研究结果表明:莫来石/碳化硅复相泡沫陶瓷的微观结构控制主要受碳化硅含量的影响,随着碳化硅含量的增加,莫来石/碳化硅复相泡沫陶瓷的孔隙率有明显的降低,但抗压强度随之提高;随着烧结温度的提高,孔棱的致密度增加,抗压强度亦显著提高;莫来石/碳化硅复相泡沫陶瓷的最佳烧结温度为1600℃,陶瓷粉料中最佳的Si C含量为35%。在1600℃烧结温度下,碳化硅的含量为35%时,获得了孔隙率为76.19%和抗压强度为4.63 MPa的莫来石/碳化硅复相泡沫陶瓷。     

可使用到1600℃的新型应变式延伸仪

Instron 公司是生产先进材料试验仪器的专业公司。该公司最近发布了一项可在高温下测量材料微小变形的应变式延伸仪专利。这种新型延伸仪适用于氧化铝、碳化硅、氮化硅、陶瓷复合材料和其它新型的陶瓷制品及其复合材料的低周波疲劳试验和拉伸试     

氧气高炉工业化试验研究

在8m2氧气高炉上进行了工业化试验,试验氧气高炉炉缸和炉身各设1排风口,炉缸风口喷吹氧气和煤粉,炉身风口喷吹预热的焦炉煤气.试验结果表明:氧气高炉可以实现全氧大喷煤炼铁生产,吨铁喷煤量可以达到450kg,生产效率大幅度提高;炉身吨铁喷吹180ms预热焦炉煤气以后,焦比降低90kg,煤比降低50kg,生产效率提高约20%...     

两种工程陶瓷

日本东京钢管公司研制出两种耐高温、耐磨新工程陶瓷。第一种是β-Sialon陶瓷,是与九州政府工业研究院联合研制的一种在高达1350℃时仍具有高挠曲强度,并在大气中经受1200℃、100h仍显出极佳的高温抗氧化能力的陶瓷,它可望用于热空气控制容器、气体涡轮机零件和耐高温元件。 该公司还研制了具有高硬度、高强度、高电导率的硼化钛陶瓷。据说,该材料挠曲强度已增加到50～130kg/mm~2、断裂韧性为5～11MPa,超过原来的2～3MPa、维氏硬度达2500～3000。     

TiAl合金熔模精铸用陶瓷型壳的制备工艺研究

从锆溶胶的配置、面层浆料的制备、型壳的挂涂及焙烧等方面研究了适用于TiAl合金熔模精铸用陶瓷型壳的制备工艺路线,试验结果表明:随着锆酸比和温度的升高所配置的锆溶胶的稳定性不断提高;面层浆料的黏度随粉液比的增大而增大,随搅拌时间的延长呈现先降低后升高的变化趋势;获得了适宜的型壳焙烧工艺为升温1 h到300℃保温0.5 h,升温0.5 h到450℃保温0.5 h,升温1 h到950℃保温1 h,随炉冷却为佳。     

卡鲁金式热风炉在首秦1200m3高炉的应用

对卡鲁金顶燃式热风炉在首秦1200m3高炉上的应用经验进行了总结.通过调整操作参数、提高热风炉的热效率、合理加大燃烧量、预热助燃空气和煤气、总结烧炉操作经验等措施,高炉风温达到1200-1260℃.     

提高柳钢4号高炉风温的技术措施

柳钢4号高炉配置了4座大型顶燃式球式热风炉。通过采取富化焦炉煤气烧炉、更换使用新型耐火球、优化球式热风炉操作工艺、杜绝高炉风口直吹管发红烧穿现象、提高高炉接受高风温的能力等有效措施,高炉入炉风温由1064℃提高到1200℃左右,最高可达1220℃。