赛隆-刚玉-石墨复相材料的烧结性能、相组成和显微结构

以金属铝粉、硅粉、活性氧化铝微粉、刚玉细 粉和鳞片石墨为主要原料,在流动N2气氛中于1400 ～1600℃制备了赛隆-刚玉-石墨复相材料,研究 了其烧结性能及质量变化,同时借助XRD、SEM、 EDS、EPMA等手段分析和观察了材料的物相变化和 显微结构,并探讨了其反应过程。结果表明,石墨显 著影响着原位氮化反应烧结制备赛隆-刚玉-石墨 复相材料的烧结性能及质量变化。究其原因,与石墨 参与反应有关:在Si-Al-Al2O3-C-N2体系中, 1400～1500℃时,主要发生氮化反应形成β SiAlON 相,硅与石墨反应形成SiC相;同时,在1500℃时, 硅可能大量蒸发形成气相,如Si(g)、SiO(g),其与 CO或C反应形成针状碳化硅;1600℃时,氮化反应 迅速,碳热还原反应加剧,部分β SiAlON、Al2O3和碳 进一步发生碳热还原反应形成15R。     

利用铝厂污泥合成莫来石/刚玉复相材料

采用铝型材厂污泥和粘土为原料合成莫来石刚玉复相材料，主要探讨不同Al2O3／SiO2比值对形成的晶相结构影响。采用XRD和SEM表征各样品的晶相，结果表明各样品都形成2种晶相：莫来石固溶体和刚玉相，其中No．2配方中莫来石和刚玉的比例为：71．6：28．4，莫来石在扫描电镜下呈柱状交织，为较佳配方。     

武钢1号高炉大修扩容用赛隆结合刚玉砖的生产与使用

以工业硅粉、氧化铝和棕刚玉为主要原料 ,在氮化炉内烧成 ,生产了赛隆结合刚玉砖 ,其指标和性能达到和超过法国某公司同类产品 ,满足了武钢 1号高炉使用要求     

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。     

红柱石基刚玉-莫来石复相陶瓷的显微结构及性能

以红柱石颗粒为主要骨料,辅以莫来石颗粒和刚玉颗粒,硅微粉、铝微粉为基质料,经混合、困料及成型后,经不同温度下烧成4h,制得莫来石基刚玉-莫来石复相陶瓷,分析了烧成温度对复相陶瓷的物相组成、显微结构、烧成性能、力学性能及热学性能。结果表明:红柱石在高温下转化成针状和柱状莫来石改善复相陶瓷的烧成性能和抗热震性能;在1480℃烧成时,红柱石刚玉-莫来石复相陶瓷具有优越性能,其抗折强度为15.4MPa,耐压强度为91.6MPa,热膨胀系数为5.5×10-6/K,1100℃下水冷的抗热震次数达到99次。     

硅溶胶对刚玉莫来石复相陶瓷的性能影响

采用溶胶-凝胶法在刚玉-莫来石质材料中引入活性硅溶胶(SiO2),分析了硅溶胶对刚玉-莫来石复相陶瓷性能的影响机制。研究结果表明,SiO2在主体材料中形成纳米包裹薄膜,SiO2的分布可控、掺入均匀,从而提高了复相陶瓷的抗热震性、高温强度及蠕变性。加入SiO2溶胶产生的莫来石反应化和微裂纹增韧是刚玉-莫来石质材料热震稳定性提高的主要原因。     

锆溶胶制备及其对刚玉莫来石复相陶瓷性能的影响

采用溶胶-凝胶法合成了锆溶胶,并在刚玉-莫来石质材料中引入ZrO2,分析了ZrO2溶胶对刚玉-莫来石复相陶瓷性能的影响特征。研究结果表明,ZrO2在主体材料中形成纳米包裹薄膜,ZrO2的分布可控和均匀掺入,不仅提高复相陶瓷的抗热震性、高温强度及蠕变性,而且还使微观结构可控、晶粒尺寸均匀。加入ZrO2溶胶产生氧化锆粒子的应力诱导相变增韧和微裂纹增韧是刚玉-莫来石质材料热震稳定性提高的主要原因。     

莫来石/刚玉复相陶瓷热断裂特性研究

通过调整复相陶瓷中颗粒相的组成与级配,利用引入的热膨胀失配机制,控制莫来石/刚玉复相陶瓷显微结构,改善高温复相陶瓷热稳定性,着重研究了莫来石/刚玉复相陶瓷的热断裂特性.研究表明,全部采用莫来石颗粒相时,由于柱状莫来石颗粒极易发生热冲击穿晶断裂,且热膨胀失配导致的微裂纹较长,密度较小,故复相陶瓷热稳定性较差;全部采用刚玉颗粒相时,虽然基质相裂纹扩展至刚玉颗粒表面时穿晶断裂与沿晶的裂纹扩展同时发生,有利于改善复相陶瓷热稳定性,但由于热膨胀失配过度,未经热冲击时已产生宏观裂纹,故热稳定性最差.而采用莫来石/刚玉复合颗粒相,相比例为75/25制备的复相陶瓷试样,热膨胀失配形成的微裂纹较短,密度较大,其热稳定性最优.     

Sialon结合SiC复相材料的高温氧化行为

利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、压汞仪和热重分析仪等方法,在1100～1500℃范围内研究了Sialon结合SiC复相材料的高温抗氧化行为.结果表明:(1)随氧化温度升高,由于氧化致密层的形成,试样氧化增重速率降低,在1500℃氧化试样由于气泡破裂严重,氧化面积增大使氧化增重率有所提高;(2)随氧化温度升高出现氧化钝化现象,使得Sialon结合SiC复相材料表现出很好的高温抗氧化性能;(3)高温氧化使得Sialon结合SiC复相材料常温抗压强度比氧化前提高;随氧化温度升高,氧化膜表面形成较多气泡和开口空洞,使耐压强度呈下降趋势.     

赛隆结合刚玉制品的制备与应用

本实验对Sialon结合刚玉的制备工艺及性能进行了研究。通过采用烧结助剂,使Sialon结合刚玉材料可在1500~1550℃的温度下氮化烧结,烧结体的密度可达3.18g/cm3,耐压强度大于135MPa,常温抗折强度达到23MPa,1600℃的热膨胀系数为6×10-6/K。SEM结果显示,刚玉颗粒与基质中的β-Sialon之间结合牢固。     

不同烧结气氛下SiAlON结合刚玉材料的烧结行为和显微结构

以α-Al_2O_3微粉和Si_3N_4粉为主要原料,分别以Al粉、AlN粉、SiO_2微粉、Al粉 Ce_2O_3粉、Al粉 Si粉 Ce_2O_3粉作添加剂,在空气中裸烧(氧化气氛)和空气中埋炭(还原气氛)的条件下,分别进行1350℃、1450℃、1550℃、1600℃保温6h的热处理后,制备了SiAlON结合刚玉复相材料,并研究了烧结气氛、烧结温度和添加剂种类对试样烧结行为和显微结构的影响。结果表明添加稀土氧化物Ce_2O_3或少量SiO_2微粉能促进材料的烧结;在氧化气氛下,以SiO_2微粉为添加剂的试样的致密化程度随处理温度的升高而降低,而在埋炭还原气氛下,其致密化程度随温度的升高而提高;SEM观察还表明,含不同添加剂的试样在不同气氛中处理后的显微结构也不同。     

硅溶胶结合不定形耐火材料的研究及应用现状

总结了硅溶胶结合不定形耐火材料(包括浇注料、捣打料、喷射料和压入料)的性能研究和应用现状,并展望了硅溶胶结合耐火材料技术研究的方向和前景。     

Sialon结合刚玉耐火材料的制备

利用天然高岭土通过碳热还原氮化法合成β′-Sialon（Si2Al3O3N5）粉体，并制备出Sialon结合刚玉耐火材料。Sialon结合刚玉耐火材料可在1550～1640℃烧结，烧结体的体积密度为3．10g·cm－3，气孔率21％，抗折强度85．0MPa，900℃冷水淬冷10次制品仍保持原有强度，1350℃空气流中重量增加低于0．30％。     

莫来石结合刚玉砖在DMT残渣炉上的应用

针对DMT残渣炉的使用特性,叙述了各部位用耐火材料的施工方法,以及检查烘炉过程中应注意的事项。     

MgAlON对碳结合制品性能的影响

采用合成MgAlON部分或全部取代铝碳砖和铝镁碳砖中的基质部分 ,并测试其对材料密度、强度、抗氧化性和抗渣性能的影响。结果表明 :在铝碳和铝镁碳耐火制品中加入MgAlON后 ,体积密度上升 ,耐压强度提高 ,抗氧化性能改善 ,抗渣性能略有降低但仍保持较好水平     

新型磷酸盐结合耐火散状料的研制与应用

以优质高铝矾土熟料(体积密度3.18 g·cm-3)或致密刚玉及烧结α-Al2O3微粉为主要原料,采用固体磷酸二氢铝作为结合剂,研究了分散剂SiO2超细粉、促凝剂矾土水泥、抑制剂NH-66和骨料粒度组成对新型磷酸盐耐火散状料性能的影响.结果表明,SiO2超细粉、矾土水泥、NH-66外加量分别为3.5%、2.5%和0.12%,喷补料骨料临界粒度为4 mm,浇注料粒度组成为10～5访m及≤5 mm的两级连续通料时,所研制散状料具有施工简便,强度高,耐磨性优,可以快速进行热处理的特点.通过试验生产验证,研制的材料致密性、耐磨损性和抗冲刷性能比现有的浇注料要好,能满足相关的使用条件和要求.     

垃圾焚烧炉用耐火材料的现状与发展

介绍了目前国外垃圾焚烧炉的结构和特点，较系统地阐述了各种不同结构焚烧炉用耐火材料的种类及其性能，指出了焚烧炉用耐火材料今后的发展方向。     

纳米添加剂在耐火材料中应用的研究概况

综述了纳米添加剂在氧化物基耐火材料和含碳耐火材料中应用的研究概况,指出充分考虑纳米添加剂粒度小、比表面积大和反应活性高等特点是其成功应用的关键。在适当条件下,纳米添加剂会起到较好的助烧结作用、矿化作用或者催化作用,进而提高试样的性能。在氧化物基耐火材料中,与单一组成耐火材料中添加同组成纳米添加剂提高烧结性相比,多组成材料中所添加纳米添加剂能够发生反应生成新物相的研究工作较多,部分研究取得了较好的应用效果。所添加纳米添加剂与材料内组分反应生成粒度细小、分布均匀的新相,从而调整、改善材料的性能,故添加能反应生成新相的纳米添加剂是有意义的研究方向。在含碳耐火材料中,氧化物纳米添加剂、含碳类纳米添加剂或其他纳米添加剂均可以在一定程度上降低碳的加入量,保持或改善材料的性能,其中以纳米炭黑的应用效果最好;某些纳米添加剂的催化作用使无定形碳转变为晶体碳纤维,提高了残碳率,增强了结合性,故这方面的研究有较广阔的应用前景,应引起科研人员重视。     

非氧化物复合耐火材料的热力学性能

为了在耐火材料中能动地应用非氧化物,系统了解非氧化物的热力学性质是非常必要的。为此,首分析了非氧化物在氧化气氛下的不稳定性及顺序,并就如何转变这个不利的性质,以实现在氧化气氛下烧结非氧化物复合材料而提出了“逆反应烧结”工艺。在深入研究Si、Al系氮化物的氧化机理后发现,当氧分压低于“转换氧分压”时,可显著生成其气态的亚氧化物。亚氧化物可以在邻近表面层沉积,形成致密层。致密层的形成使材料具有“自阻碍氧化”的性能。Si、Al的加入可增加亚氧化物的含量,从而加厚、加宽致密层,使材料的抗氧化和抗侵蚀能力得到提高。文中详述了Si3N4 -Al2O3、Si3N4 -MgO和Si3N4 -SiC三个体系的研究情况。结果表明:逆反应烧结工艺可制备出性能良好的复合物;Si、Al除可促进烧结外,还能提高致密层的密度和宽度。