混铁炉内衬含SiC的莫来石刚玉耐火材料

在吹氧转炉车间,采用移动式混铁炉运送铁水。俄罗斯使用的混铁炉有容积150t、420t和600t。混铁炉内衬的寿命不高,一般一个炉役可运铁水390～540次。为节约动力燃料、原料和劳力,以及为改善劳动条件,制定了能保证混铁炉内衬寿命达800次以上的耐火材料的生产工艺。     

采用自扩散式高温合成法制造的SiC和Al2O3基耐火材料

论述了原料的研究方法及在自扩散式高温合成制度下所形成的耐火材料的应用,并对原料细粉组成的选择及制品的质量进行了评估。研究结果表明:以SiC和Al2O3为原料制造的耐火材料在热工窑炉上的合理应用,可以保证降低其结构用材料的消耗量和散热损失。     

SiC复相耐火材料的显微结构特征

采用反光显微镜和SEM分别对石英结合SiC、莫来石结合SiC和Sialon结合SiC复相材料的基质相及分散相的晶粒与颗粒形貌、相界状态以及气孔形状与分布等显微结构进行了观察与分析。结果表明 :连续基质结合相与SiC颗粒相界面结合较为致密 ;SiC大颗粒中存在的尺寸大至数百微米的开口或闭口气孔 ,是重要的穿晶断裂源 ;较大尺寸的气孔主要位于片状及尖角状的粗颗粒SiC的密堆交叉处及结合相与弥散颗粒相之间的小角度相界结合处 ;基体相中存在的气孔尺寸远小于粗、中SiC颗粒尺度 ,有利于提高材料的抗热震性能。首次用显微硬度仪对SiC复相耐火材料中不同物相的显微硬度进行了测试 ,发现SiC复相材料中不同物相区域的显微硬度值均低于相应物相的单相材料显微硬度值。指出了SiC复相材料生产中应注意的工艺控制关键问题     

锆莫来石-碳化硅材料反应烧结过程的研究

研究了用锆英石、氧化铝和炭黑的混合物制备原位SiC颗料复合锆莫来石材料的反应烧结进程和显微结构特征。结果表明：反应烧过程中,SiC、莫来石的生成反应滞后于锆莫来石的分解反应;反应前期,SiC的生成占主导作用。反应后期,莫来石的形成及致密化进程占主导作用;材料中存在大量气孔,ZrO3以均匀分布和聚集体两种形式分布于莫来石、SiC及玻璃相构成的基质中。     

α－Al_2O_3／SiC，莫来石／SiC和ZrO_2／SiC二元复合材料的显微结构

用热压法制备了氧化物（刚玉、莫来石、氧化锆）与非氧化物（碳化硅）的二元复合陶瓷材料。采用ＴＥＭ和ＨＲＥＭ等手段对上述材料的显微结构和晶界附近的微区成分进行了研究，确定氧化物与碳化硅相可以直接结合并形成一定厚度的互扩散层     

锆刚玉莫来石-碳化硅复合材料的显微结构

采用OM、SEM、TEM及EDAX等手段研究了锆刚玉莫来石-碳化硅复合材料的显微结构。结果表明,ZrO_2及SiC均匀地分散于刚玉/莫来石构成的基质中。刚玉-刚玉(或莫来石)及莫来石-莫来石的晶间表面多数存在非晶质薄膜,但也有刚玉-莫来石两相直接结合的相界因扩散而形成固溶层。ZrO_2-刚玉(或莫来石)及SiC-刚玉(或莫来石)的相表面因相间扩散形成固溶层或扩散层而皆属直接结合。在刚玉和莫来石晶体里观察到有晶内ZrO_2存在,其形成原因可能是在烧结过程中,刚玉或莫来石晶体再结晶长大而包裹ZrO_2微粒所致。     

红柱石基材料中添加SiC细粉的作用

在以高纯红柱石和活性Al2O3细粉为主要原料的试样中,分别加入0、3%、6%、9%和12%的SiC细粉(粒度<0.088mm),试样经1600℃3h烧成后,用XRD、SEM等方法分析试样的相组成和显微结构,并检测试样的体积密度、显气孔率、抗折强度、烧成线膨胀率、抗热震性及蠕变率等,研究了添加SiC细粉对高纯度红柱石基材料的矿物组成、显微结构、烧结状况以及抗热震性与抗蠕变性的影响。结果表明:适量SiC细粉的加入能提高材料中的莫来石含量,促进基质中莫来石晶体的生长,改善材料的组织结构并促进材料的烧结,改善其抗热震性和抗蠕变性;SiC细粉在高纯红柱石基材料中的加入量以6%~9%为宜。     

用SiC加强的高铝浇注料

为了提高高铝浇注料的烧结、物理和耐火性能,添加了不同数量的SiC(最高达8％),测量了半成品试样的耐压强度,采用差热分析(DTA)研究了水合性能。在1550℃下烧结3h,采用X射线衍射对烧结试样的成份做了研究。根据标准规格,对烧结参数(体积密度和显气孔率)和物理性能(耐压强度)及耐火性能(抗热震、重烧线变化、荷重)做了试验。因此推断增加SiC的含量可改善烧结、物理和耐火性能,但是相反地对半成品的强度有所影响。然而,含有6％SiC的浇注料在可接受的半成品强度和已改善的烧结、物理和耐火性能之间显示出比较好的平衡。烧结试样已改善的性能与基质中SiC-莫来石系统的形成有关。     

铝酸钙水泥结合莫来石-碳化硅浇注料的组成及性能

采用烧结莫来石、Secar71水泥及SiC为原料,制备了不同水泥和SiC含量的莫来石质浇注料,研究了浇注料的常温物理性能、热导率及热震稳定性,并借助XRD和EDS研究了材料的物相组成和显微结构.结果表明:随着水泥的加入,浇注料110℃ 24h显气孔率降低、抗折强度逐渐提高;1100℃ 3h和1400℃ 3h抗折强度呈现出先增大后逐渐减小的趋势,当水泥量为25%(质量分数,下同)时,浇注料的显气孔率最高,同时抗折强度达到最大值.随着水泥加入量的增多,浇注料的热震稳定性稍有降低,当水泥量超过25%后,浇注料的热震稳定性逐渐恢复;通过加入5%～10%的SiC,浇注料的热震稳定性明显改善.浇注料的性能同其物相组成及显微结构相关.     

利用再生耐火材料及磷酸盐结合剂生产的耐热浇注料

利用再生的方镁石铬质及粘土质耐火材料及由淬取的磷酸和皮革生产废料浆燃烧的灰份合成的多阳离子磷酸盐结合剂开发了冷凝式耐热浇注料(100354659．045-2003)，等级11，牌号T250，耐火度1250℃，推荐用于按强烈热循环制度工作的热工窑炉。此种材料的显著特点是在200～900℃温度区间内强度下降较小。     

硅酸盐结合碳化硅质耐火材料的性能

以莫来石和硅线石作为碳化硅的结合剂,通过反应结合制备了硅酸盐结合的碳化硅质耐火材料。硅酸盐结合剂的比例在15％～30％(质量)之间。二硅化钼(4％)已作为碳化硅耐火材料的浸渗剂,这种耐火材料的断裂模数随着二硅化钼的添加而提高,它们的热膨胀系数在32.8×10~(-6)～4.1×10~(-6)·(℃)~(-1)之间。该耐火材料对于非铁金属具有抗侵蚀性,但易被熔融盐所侵蚀。     

Silicon Nitride–Silicon Carbide Refractories Produced by Reaction Bonding

Silicon nitride-silicon carbide refractories have been prepared by reaction bonding. The percentage of silicon nitride in the refractory was varied from 5 to 45 wt%. The modulus of rupture of refractories increases with an increase of temperature, whereas thermal expansion decreases. These refractories are resistant to molten non-ferrous metals but are attacked by molten cast iron.     

氮化物结合碳化硅耐火材料的研究进展

对氮化物结合碳化硅结合耐火材料的研究现状进行了综合评述，认为氮化硅或赛隆结合的碳化硅在性能上更适宜于高炉内应用；氧化法烧成的含氮化物结合产品性能还需要进一步改进。     

铅锌冶炼炉用碳化硅质耐火材料

介绍了现代铅、锌火法冶炼炉：QSL炉、ISP炉、锌蒸馏炉与锌精镏炉及其关键部位用耐火材料。较系统地阐述了各种不同结合相结合的碳化硅质耐火材料及其性能：包括氧化物结合碳化硅、Si3N4结合碳化硅、Si2N2O结合碳化硅、Sialon结合碳化硅、自结合碳化硅等。     

利用自结合碳化硅制造的结构材料

列举了关于利用自结合碳化硅制造新型陶瓷的材料。采用由绿色碳化硅粉调制的热泥浆进行浇注的工艺,排出结合剂,用碳使气孔饱和,随后用半导体纯度的硅废料溶体进行渗硅的方法制成了密度为3.0g·cm-3及横向抗折强度为330MPa的自结合碳化硅。用该材料制造断面形状复杂的制品,使先前开发的OTM-923材料达到最佳化。采用半干法成型,可使其强度从187MPa提高到220MPa,从而扩大了其应用范围。     

利用氧化物材料生产层状隔热耐火材料

为生产防热、抗侵蚀内衬材料,本文对密度不同的层状材料进行了实验室研究。尤其对利用具有不同多孔宏观结构的氧化物材料制成的双层试样进行了研究。利用刚玉以磷酸盐作结合剂试制了一批尺寸为200mm×100mm板状双层和三层内衬用结构件。     

硼泥耐火材料的研究

采用Ｘ射线衍射分析（ＸＲＤ）、扫描电子显微镜分析（ＳＥＭ）及能谱分析（ＥＤＳ）研究了以硼泥为主要原料制备的镁橄榄石质试样的组成和结构，并对试样的力学性能及高温使用性能进行了测试。结果表明，利用工业废料硼泥制备耐火材料是可行的．     

Push-Out Tests on a New Silicon Carbide/Reaction-Bonded Silicon Carbide Ceramic Matrix Composite

Fiber push-out tests have been performed on a ceramic matrix composite consisting of Carborundum sintered SiC fibers, with a BN coating, embedded in a reaction-bonded SiC matrix. Analysis of the push-out data, utilizing the most complete theory presently available, shows that one of the fiber/coating/matrix interfaces has a low fracture energy (one-tenth that of the fiber) and a moderate sliding resistance τ∼ 8 MPa. The debonded sliding interface shows some continuous but minor abrasion, which appears to increase the sliding resistance, but overall the system exhibits very clean smooth sliding. The tensile response of a full-scale composite is then modeled, using data obtained here and known fiber strengths, to demonstrate the good composite behavior predicted for this material.     

Silicon Carbide Platelet/Silicon Carbide Composites

α-silicon carbide platelet/β-silicon carbide composites have been produced in which the individual platelets were coated with an aluminum oxide layer. Hot-pressed composites showed a fracture toughness as high as 7.2 MPa·m^1/2. The experiments indicated that the significant increase in fracture toughness is mainly the result of crack deflection and accompanying platelet pullout. The coating on the platelets also served to prevent the platelets from acting as nucleation sites for the α- to β-phase transformation, so that the advantageous microstructure remains preserved during high-temperature processing.