MgO-ZrO2材料的抗侵蚀性能研究

研究了氧化锆和锆英石对镁质耐火材料抗渣性的影响.结果表明在氧化锆的加入量未达到某一临界值以前,镁质耐火材料的抗侵蚀性没有明显提高,因为加入的氧化锆量不足以形成阻挡渣渗透和侵蚀的二氧化锆富集层或锆酸钙富集层;当氧化锆的加入量超过一定量以后,镁质耐火材料的抗侵蚀性显著提高.锆英石的加入对提高镁质耐火材料抗侵蚀性的作用不明显加入量少时,渣渗透较严重;加入量多时,渣的渗透虽有所抑制,但渣蚀明显加剧.     

MgO-ZrO2-C材料的性能和显微结构

研究了在MgO-C耐火材料中添加单斜氧化锆或锆英石所形成的MgO-ZrO2-C材料的性能和显微结构.结果表明(1)加入单斜氧化锆和锆英石导致材料的高温抗折强度降低.(2)热震温度低于1000 ℃时,加入不同量的单斜氧化锆或锆英石对材料抗折强度损失率的影响较小;而热震温度为1200 ℃时,不同的添加量有较大的差别,当单斜氧化锆的添加量为5%～7%,锆英石的添加量为1.54%时,MgO-ZrO2-C材料的抗折强度损失率最小.(3)添加的单斜氧化锆在1200 ℃的热震温度下有部分ZrO2固溶到了镁砂颗粒的内部;而添加的锆英石在1200 ℃下变化轻微,但在1400 ℃下,材料中仅存在少量未分解或分解不完全的锆英石,MgO由基质向锆英石颗粒内部扩散,导致分解完全的锆英石颗粒转变为ZrO2、CMS和c- ZrO2小颗粒.     

MA/CA2复相材料与水泥熟料反应特性研究

随着“铬公害”问题的提出,“无铬化”成为了水泥回转窑烧成带用耐火材料的热点.镁尖晶石砖具有良好的热震稳定性和抗碱、氯、硫侵蚀性等优点,是无铬碱性耐火材料发展的趋势之一,但是其在使用过程中存在粘挂窑皮性能较差的问题.本研究采用自制的MA/CA2复相材料来提高尖晶石粘附水泥熟料能力,通过X射线衍射分析以及扫描电镜分析研究了钙-尖晶石复相材料的性能与显微特征结构及其与水泥熟料高温下反应机理,研究表明MA/CA2复相材料中二铝酸钙能优先于镁铝尖晶石与水泥熟料中组分发生反应,生成钙铝黄长石和铝酸一钙等具有较高熔点物相,在熟料与复相材料之间形成致密反应烧结层,抑制水泥熟料的化学侵蚀与液相渗透,减小MA与水泥熟料的反应程度,提高了MA/CA2复相材料的残余强度.     

氧化锆-钛酸铝系复相材料的研究进展

系统概述了含氧化锆（ZrO2）复相材料、含钛酸铝（Al2TiO5）复相材料，以及氧化锆-钛酸铝（ZrO2-Al2TiO5）系复相材料的国内外研究现状。     

MoSi_2基复相材料表面特性的研究

对MoSi2 及其复相材料在高温下长时间老化后表面玻璃膜结构进行了研究 ,并用电学测试手段对表面玻璃膜的生成过程进行跟踪测试。研究了MoSi2 及MoSi2 -SiC的氧化机理 ,发现其氧化速度顺序为MoSi2 >MoSi2 -SiC。对添加氧化物的复相材料来讲 ,其玻璃膜的生成速度顺序为MoSi2 >MoSi2 -莫来石 >MoSi2 -Al2 O3     

Al2 TiO5-ZrO2复相材料中ZrO2的相变特性

以α-Al2O3、TiO2、ZrO2为主要原料,以MgO-SiO2或MgO-Fe2O3为Al2TiO5的稳定剂,经1500℃2 h烧成制得Al2TiO5-ZrO2复相材料,研究了Al2TiO5对ZrO2相变及复相材料热膨胀性的影响.试验发现以MgO-SiO2稳定的Al2TiO5对ZrO2相变的影响显著,随复相材料中Al2TiO5含量增加,m-ZrO2相变为t-ZrO2的温度不断降低,Al2TiO5含量为58.8%的复相材料,ZrO2的相变开始温度由原1150℃降至500℃,相变结束温度为700℃.Al2TiO5-ZrO2复相材料具有低膨胀特性,其室温～1300℃的热膨胀系数仅为1.57×10-6℃-1,适于用作冶金浇钢系统的高抗热震性材料.     

ZrO2-Al2TiO5复相材料的抗热冲击性能

以不同粒径的部分稳定ZrO2 (partially stabilized zirconia,PSZ)粉体为原料,采用共沉淀法包覆Al2TiO5纳米颗粒层,经高温烧结制备了高强度低膨胀的ZrO2-Al2TiO5复相材料.研究了原料粒径、Al2TiO5含量、烧成温度对复相材料的烧结性能、相组成、显微结构以及抗热冲击性能的影响.结果表明:随烧成温度的提高,PSZ各粒径样品的显气孔率呈逐步减小的规律,抗折强度呈逐步增大的趋势.随样品中纳米Al2TiO5含量的增加,单斜氧化锆到四方氧化锆的相变温度不断降低.在1 500℃烧结的、Al2TiO5含量为5%(质量分数,下同)、ZrO2(平均粒径为0.8μm)的样品,其显气孔率最小,为6.29%;抗折强度最大,为53.14MPa;室温到1100℃急冷急热冲击20次后,样品仍保持完整,仅在表面出现轻微剥落,抗热震性能明显高于其他样品.     

MoSi2复相材料表面特性的研究

对MoSi2及其复相材料在高温、长时间老化后表面玻璃膜结构进行了研究.并用电学测试手段对表面玻璃膜的生成过程进行跟踪测试,以研究各复相材料表面玻璃膜的生成速度及机理.实验工作研究了MoSi2及MoSi2/SiC的氧化机理.氧化速度顺序为MoSi2＞MoSi2/SiC.对于复相材料来讲,其玻璃膜的生成速度顺序为MS＞MSM＞MSA.     

Sialon／Al2O3复相材料的氧化行为研究

研究利用粘土直接合成的低成本Ｓｉａｌｏｎ／Ａｌ２Ｏ３复相材料的氧化行为,并对Ｓｉａｌｏｎ相含量、氧化温度以及氧化时间对氧化过程的影响进行了研究。     

基于蓝晶石尾矿制备莫来石-高硅氧玻璃复相材料研究

为高效资源化利用蓝晶石尾矿,以蓝晶石尾矿为原料,加黄糊精和水,压制成?50 mm×50 mm的生坯,经1 400、1 500、1 600、1 650℃保温3 h热处理制备莫来石-高硅氧玻璃复相材料试样,借助XRD和SEM研究其抗碱侵蚀行为。结果发现：经1 400、1 500℃热处理后试样中高硅氧玻璃相含量低,气孔以开口气孔为主,抗碱侵蚀性较差;而1 600、1 650℃热处理后试样中形成较多的高硅氧玻璃相,气孔主要以闭口气孔为主,侵蚀仅发生在表面区域,抗碱侵蚀性与莫来石化后红柱石的相当,抗碱侵蚀性优异。     

AlN对Al2O3-C材料性能的影响

采用碳热还原法制备的AlN复合粉(主成分是AlN和Al2O3)部分取代Al2O3-C材料中的Al2O3微粉,研究了AlN复合粉加入量(分别为0、15%和25%)对Al2O3-C材料性能的影响。结果表明:(1)试样的显气孔率随AlN复合粉取代量的增加而增大,体积密度、常温抗折强度随AlN复合粉取代量的增加而减小;(2)AlN复合粉的引入能显著提高Al2O3-C材料的高温抗折强度;(3)添加AlN复合粉的试样经熔钢侵蚀后,在材料表面形成较连续的致密层,有利于提高材料的抗熔钢侵蚀性和冲刷性。     

电熔镁砂加入量对Al2O3-SiC-C浇注料性能的影响

以电熔棕刚玉颗粒(粒度为5~3 mm、3~1 mm,≤1 mm)、电熔白刚玉细粉(≤0.088 mm)、SiC颗粒(≤1 mm)和细粉(≤0.088 mm)、电熔镁砂细粉(≤0.088 mm)、活性α-Al2O3微粉、SiO2微粉、Si粉和球状沥青为主要原料,以纯铝酸钙水泥为结合剂,配制成电熔镁砂细粉加入量(质量分数)分别为0、3%、6%、9%、12%的出铁沟用Al2O3-SiC-C浇注料,经振动成型、养护、脱模、110℃24 h烘干后,分别于1 100℃3 h、1 450℃3 h热处理,测定处理后试样的体积密度、显气孔率、烧后线变化率、抗折强度、抗高炉渣侵蚀性和抗氧化性,并分析其物相组成和显微结构。结果表明:随着电熔镁砂加入量的增加,试样的显气孔率提高,体积密度、抗折强度和抗氧化性降低,抗渣性变化不大;1 450℃3 h处理后试样物相主要由3C-SiC、6H-SiC、刚玉、方镁石以及反应生成的尖晶石和莫来石组成,且随着电熔镁砂加入量的增加,尖晶石和莫来石的生成量也增加;在侵蚀面附近,刚玉颗粒边缘生成了厚度约80μm的尖晶石层。     

MgO-CaO-ZrO2耐火材料的性能、制备与应用

系统地介绍了MgO-CaO-ZrO2耐火材料的性能特点、应用领域、制备与使用情况.指出,利用高纯原料制备MgO-CaO-ZrO2耐火材料已取得成功,而利用天然原料低成本地制备MgO-CaO-ZrO2耐火材料将成为今后研究的主要课题;同时指出,MgO-CaO-ZrO2耐火材料的剥落现象是影响其使用寿命的主要原因,还有待于进一步研究改进.     

碳复合材料的Si-SiO2-SiC抗氧化涂层研究

以石墨、白刚玉、矾土熟料、α-Al2O3为主要原料制备了碳复合材料的基体试样,将基体试样置于密闭的匣钵中并用Si颗粒包埋,经1600℃1h烧成。研究发现在高温及缺氧气氛条件下,埋Si基体试样烧后,在基体的表面反应形成了Si-SiO2-SiC涂层,反应过程的体积膨胀效应增加了表面涂层的密实度。在常压、空气中,烧后试样于1300℃分别进行0.4h和5h的氧化试验,结果表明随氧化时间的延长,试样表面的Si不断氧化,形成了连续、密实的SiO2薄膜,堵塞气体侵入的通道,赋予试样优良的抗氧化性能。在涂层与基体的结合部位为富含SiC的过渡连接层,在涂层的外表面为SiO2的表面涂层,涂层为具有良好抗热震性能的功能梯度涂层。     

陶瓷基硅胶吸附材料的实验研究

采用浸渍法制得陶瓷基硅胶吸附材料,探讨了水玻璃质量分数、絮凝剂质量分数、盐酸浓度等条件对硅胶吸附性能的影响,采用扫描电镜(SEM)和孔隙分析仪揭示吸附材料的表面形貌及结构,结果显示,当水玻璃质量分数为26. 67 %、絮凝剂质量分数为15%,盐酸浓度为0. 5mol/L时,吸附剂具有较好的吸附性能,硅胶能均匀覆盖在纤维表面及其空隙中,其孔径落在纳米尺度范围内。     

钛酸铝基复相材料的研究

研究了引入莫来石和二氧化锆复合相对钛酸铝烧结性能及抗热震性能的影响。借助ＳＥＭ分析了材料的断口形貌,从显微结构上解释了Ａｌ２ＴｉＯ５基复相材料热震后的断裂机制。     

添加物对MgO-ZrO2-C材料性能的影响

研究了Al和Si添加物对镁锆炭砖碳化烧成后膨胀性能的影响及机理。结果表明 :Al和Si在高温下氧化成Al2 O3和SiO2 ,继而与CaZrO3或用于稳定氧化锆的稳定剂反应 ,生成铝酸钙、MA、C2 S和M2 S,另外 ,C2 S和ZrO2 还发生了晶型转变。这一系列反应使试样产生很大的体积膨胀 ,从而破坏了制品结构。因此 ,与镁炭砖不同 ,Al和Si不但不能增强镁锆炭砖 ,而且使其结构破坏和耐侵蚀性降低。     

高炉喷补料静态抗渣实验研究

通过静态抗渣法研究了影响高炉喷补料抗渣性的各种因素 ,同时结合微观分析 ,得出了渣侵蚀机理。结果表明 :炉渣FeO含量越高 ,对喷补料的侵蚀性越强 ;喷补料中含有适量的SiC能大大提高其抗渣能力 ;侵蚀层前沿网状结构的存在是SiC改进喷补料抗渣能力的主要原因。