Al_2O_3基复合耐火材料对感应炉炼铁合金的影响

以刚玉和电熔镁砂为原料,采用干式捣打法制得了含镁铝尖晶石的复合耐火材料,探讨了添加Cr2O3粉及ZrO2粉对材料性能的影响,采用静态侵蚀法对试样进行抗侵蚀试验.结果表明:以刚玉和电熔镁砂为原料制得的复合材料材料,具有较高的耐压强度和抗侵蚀能力;添加Cr2O3粉比添加ZrO2粉具有明显的提高材料性能的效果.     

水泥对刚玉-尖晶石浇注料抗侵蚀性影响研究

以板状刚玉为骨料,电熔白刚玉、电熔尖晶石、Al2O3微粉和纯铝酸钙水泥为基质,研究了纯铝酸钙水泥加入量对刚玉-尖晶石浇注料抗侵蚀性能的影响.结果表明:纯铝酸钙水泥加入量为4%时,浇注料的侵蚀、渗透指数最大,抗渣侵蚀性能最差;水泥含量≥6%时抗渣侵蚀、渗透指数明显下降,抗渣性逐渐改善.水泥加入量影响浇注料的抗侵蚀性能主要与基质中的物相组成和显微结构有关.随水泥加入量的增加,水泥中的CaO与Al2O3反应形成六铝酸钙,基质中刚玉的含量减少;渣中的CaO与刚玉颗粒反应形成六铝酸钙,产生体积膨胀堵塞气孔,抑制了渣的渗透,使得抗渣侵蚀性能得到改善.     

烧结制度对再结合镁锆制品烧结性能影响研究

以0—3mm的电熔镁砂颗粒、〈200目的电熔镁砂粉、〈320目的电熔共晶铗锆粉为原料,以聚乙烯醇和木质素磺酸钙的溶液为结合剂,研究烧结温度、保温时间对制品烧结性能的影响．     

纳米ZrO_2对Al-Si复合Al_2O_3-C材料性能、组成和结构的影响

以板状刚玉骨料和细粉、Al粉、Si粉、石墨和纳米ZrO2粉为原料,以酚醛树脂为结合剂,研究了纳米ZrO2粉对Al-Si复合Al2O3-C材料性能、组成和结构的影响.结果表明:引入纳米ZrO2粉对试样的常温和高温强度影响不大,但有利于提高试样的成型致密度和抗氧化性,可明显提高试样的抗热震性.试样致密度提高的原因在于纳米氧化锆具有良好的填充作用和助烧结作用.纳米ZrO2可促进Al、Si反应生成更多非氧化物晶须,并在试样中形成交叉连锁的网络结构,以及纳米粉的增韧和ZrO2的相变增韧均有利于提高试样的抗热震性.     

Al2O3-SiC-SiAlON复合材料的制备和性能

以电熔白刚玉、α-Al2O3微粉、Si粉和矾土基β-SiAlON粉为原料,以树脂为结合剂,制备了复合材料试样.研究了1 500℃烧后试样的物相组成、显微结构以及常温物理性能、高温抗折强度和抗热震性.结果表明:(1)在刚玉中引入适量Si粉高温埋碳条件下可合成Al2O3-SiC-SiAlON复合材料,引入适量β-SiAlON可促进Si反应,且复合材料1 500℃烧结良好;(2)复合材料的高温抗折强度和抗热震性随Si粉加入量增加而提高,加入β-SiAlON后材料的高温机械性能进一步提高;(3)材料高温机械性能提高的原因在于Si粉在高温下与C、CO和N2反应生成晶须状或纤维状SiC和絮状O’-SiAlON填充气孔,形成交叉连锁的网络结构,对材料起增强和增韧作用.     

耐火浇注料中添加微粉对抗折强度的影响

应用正交法试验设计研究了添加SiO2、α-A12O3、ZrO2、MgO及ZrO2-MgO五种微粉的配比变化对刚玉-尖晶石质浇注料的抗折性能的影响,研究了浇注料的性能及不同微粉对浇注料的影响。     

水泥窑用方镁石-铁铝尖晶石砖的性能研究

以电熔镁砂、铁粉、氧化铁粉和α-Al2O3粉为原料,制备方镁石-铁铝尖晶石砖,研究了烧结温度和铁加入量对方镁石-铁铝尖晶石砖性能的影响,采用XRD和SEM对试样的物相组成和显微结构进行了分析和表征。结果表明,提高烧结温度有利于方镁石-铁铝尖晶石砖性能的提高,1500℃烧成的试样最致密,综合性能较好,增大铁加入量不利于方镁石-铁铝尖晶石砖性能的提高。与直接结合镁铬砖相比,方镁石-铁铝尖晶石砖的常温耐压强度、抗折强度和热震稳定性较好,挂窑皮性和抗侵蚀性与其相近。     

CAS系统微晶玻璃对电熔AZS砖侵蚀行为的研究

通过电熔锆刚玉耐火材料在静态下抗玻璃液侵蚀实验，对比分析了CaO-Al2O3-SiO2系统微晶玻璃和No2O-CaO2-SiO2普通玻璃的侵蚀特征和侵蚀行为，研究和探讨了熔体侵蚀过程中耐火材料的物相组成和结构变化规律。     

TiO2含量对Al2O3-C质耐火材料性能的影响

碳复合耐火材料是现今耐火材料的发展方向之一,因为引入石墨,使材料具有较高的强度和良好的抗渣侵蚀性能,但碳本身在高温下易被氧化,这一特点限制了其使用寿命的进一步提高。以不同粒度的刚玉和石墨为骨料,以金属Si粉、Al粉和SiC微粉为抗氧化剂,以酚醛树脂为结合剂,研究不同含量的TiO2对Al2O3-C质耐火材料性能的影响。结果表明,随着TiO2含量的增加,Al2O3-C质耐火材料的耐压强度提高,其显气孔率和体积密度的变化不大;一定含量的TiO2有助于提高Al2O3-C质耐火材料的高温强度和抗氧化性能。     

原位反应烧结制备熔盐/尖晶石复合高温相变储能材料的研究

以电熔镁砂和白刚玉为镁铝尖晶石陶瓷基体原料,以氯化钾、氟化钾复合盐为相变材料,用原位反应烧结法制备熔盐/尖晶石复合高温相变储能材料,研究烧结温度、熔盐含量对熔盐/尖晶石相变储能材料性能的影响。采用XRD和SEM对材料进行表征,通过DSC分析测定材料相变潜热,结果表明,烧结温度为1 000℃和熔盐含量为40%时,所制备的储能材料的相变潜热为70.98 kJ/kg,蓄热密度为240 kJ/kg（ΔT=100℃）,储热性能较好。     

气氛条件下氧化铬材料的烧结性能研究

以Cr2O3微粉为原料、TiO2微粉为助烧结剂、聚乙烯醇为结合剂,通过制浆、喷雾造粒、机压和等静压二次成型制备试样,分别在埋炭和不同氧分压气氛条件下,经过1500℃保温3h烧成制得Cr2O3材料。分析了氧分压对Cr2O3材料烧结性能的影响。结果表明,在埋炭条件下,无论是否添加TiO2,均能使Cr2O3材料烧结致密。在控制气氛条件下,未添加TiO2的Cr2O3材料在不同氧分压下均未能实现致密化烧结;氧分压对添加TiO2的Cr2O3材料烧结性能影响显著,随着氧分压降低,试样的体积密度增大、显气孔率减小。在添加助烧结剂的条件下,通过调节氧分压,可以控制Cr2O3材料的烧结程度,形成晶粒发育较好、结合程度较高、气孔多呈圆形且孤立分布的致密结构。     

再结合镁锆耐火材料性能的研究

20世纪80年代,水泥回转窑烧成带与过渡带使用的主体耐火材料镁铬砖得到了迅速发展,由于其优良的性能使得镁铬砖得到推广,但是由于Cr6+的致癌性,它的存在会造成空气、水等污染,对动物或人产生极大伤害.于是,各种新的无铬碱性耐火材料开始被研制.本试验,粗颗粒采用不同粒级的电熔镁砂,细粉采用＜200目的电熔镁砂和＜320目的电熔共晶镁锆粉,以聚乙烯醇和木质素磺酸钙的混和溶液为结合剂,通过一定的工艺制成再结合镁锆制品,以期代替镁铬砖,本文主要研究再结合镁锆耐火材料性能.     

原位合成方镁石-铁铝尖晶石材料的烧结工艺及性能研究

以镁砂细粉、Fe粉、Fe2O3粉和α-Al2O3粉为原料,采用原位合成法制备方镁石-铁铝尖晶石材料。不同气氛下烧成试验显示N2气氛是合成铁铝尖晶石的最佳气氛。通过XRD和SEM分析在N2气氛中不同热处理温度制备铁铝尖晶石材料的相组成及其显微结构,研究了烧结温度和铁加入量对试样烧结性能的影响。结果表明,试样在N2气氛中于1450、1500、1550℃下保温3h处理后都能原位合成出方镁石-铁铝尖晶石材料;烧结温度的提高有利于铁铝尖晶石的发育和试样烧结性能的提高;铁加入量为10％时烧结性能最佳。     

金属液固体电解质定硫传感器研究

在热力学分析的基础上，开发了以氧化钇稳定氧化锆作固体电解质，Y2O2S与Y2O3混合粉末为辅助电极的金属液定硫传感器．电池构造形式为：Ni—Cr｜Cr-Cr2O3｜ZrO2(Y2O3)｜Y2O3 Y2O3S｜[S]Fe｜Ni—Cr．采用整体成型技术组装定硫传感器半电池，分别在实验室和工业现场对传感器的性能进行了测试，结果表明，该传感器具有良好的化学稳定性和快速响应性．     

Y2O3对烧结镁砂致密性的影响

以辽南产菱镁石为原料,先将菱镁石在煅烧炉中900℃煅烧2 h,冷却后得到轻烧氧化镁,然后将轻烧氧化镁按细磨—成型—烧结的工艺流程制备出烧结镁砂.采用差热分析、红外光谱分析、阿基米德排水法、X射线衍射仪和扫描电镜对合成试样的性能和微观结构进行了分析.考察了不同氧化钇添加量对试样性能和显微结构的影响,分析了氧化钇对氧化镁致密性的影响机理.结果表明:氧化钇添加剂使烧结镁砂的体积密度得到了显著的提高,氧化钇添加量为0.5%时,烧结镁砂的体积密度达到了最大值3.41 g/cm3,由于氧化钇的加入,致使氧化镁的烧结过程存在液相烧结,从而促进了MgO的烧结,提高烧结镁砂的体积密度.Y2O3与原料中的杂质相SiO2进行了反应,并生成了少量的Y2Si2O7相,新相的形成,提高了烧结镁砂的m(CaO)/m(SiO2)比以及烧结镁砂的高温使用性能.     

硅酸锆陶瓷的制备与表征

以锆英石为原料、Y2O3为稳定剂,采用常压烧结工艺,制备了系列的硅酸锆陶瓷,并利用阿基米德法、维氏硬度法、XRD和SEM技术分别对硅酸锆陶瓷的密度、物相变化和显微结构进行了表征.结果表明,不同配比样品的密度随烧结温度的增加仅有较小幅度的增加,随着Y2O3添加量的增加样品维氏硬度先增大再减小,温度升高有助于硬度的提高,样品的物相均由ZrSiO4和稳定ZrO2组成,Y2O3添加量的增加促进了ZrSiO4的分解和稳定ZrO2的生成,气孔及稳定ZrO2的存在是影响材料密度的重要因素.     

原位生成Sialon增强Al2O3-SiC—C铁沟浇注料抗渣机理研究

采用静态坩埚法进行了Sialon增强Al2O3-SiC-C铁沟浇注料的抗渣实验。结果表明，该种铁沟料具有比传统铁沟料更优异的抗渣性能。通过X-射线衍射和SEM分析可知，其抗渣机理为：添加的Si3N4，Si与Al2O3发生原位反应生成Sialon，使材料内部结合更加紧密，并且生成的Sialon活性较高，氧化放出气体，阻止熔渣的渗入；其次，Sialon向熔渣中溶解，使熔渣成为含N的高硅玻璃，粘度增大；此外，Al2O3与熔渣的MgO反应生成MgAl2O4，形成一阻挡层，这也是Sialon增强Al2O3-SiC-C浇注料具有优异的抗渣渗透及侵蚀性能的重要原因．     

金属Cr粉末对镁砂-铬矿间反应与烧结的影响

以高纯镁砂、西藏铬矿细粉为原料,分别添加0％,2％,4％,6％（质量分数）的金属Cr粉末,在200MPa下制成中50mm×20mm的试样,然后在1600℃,空气气氛下保温8h烧成．对烧成后的试样进行性能检测以及XRD分析．结果表明,添加金属Cr粉末有利于MgCr20。尖晶石相的生成．试样的显气孔率、体积变化随着金属Cr添加量的增加而增大,常温耐压强度随着添加量的增加出现明显下降．     

精铸新型耐火材料的研究

问题的提出熔模精铸型壳的性能是影响铸件质量的主要因素之一,目前国内生产精铸叶片所用型壳是以硅酸乙酯为粘结剂、电熔刚玉作耐火材料制作而成。刚玉是高级磨料,价格昂贵,目前供不应求。而且,其中Na_2O含量较高,在刚玉中以Na_2O、Al_2O_3形式存在,从Na_2O—Al_2O_3—SiO_2三元相图得知:在1050～1100℃的高温下,Na_2O、Al_2O_3易与酸性粘结剂硅酸乙酯中的SiO_2起化学作用,形成以长石为主的     

利用山西煤系高岭土熔盐法制备莫来石的研究

为提高SiC基陶瓷材料的抗氧化能力,以山西煤系高岭土、工业氧化铝及硫酸钠为原料,采用熔盐法制备了用于SiC基陶瓷的结合相莫来石样品。采用现代测试技术测试了样品的显微结构及性能。结果表明,经1 500℃烧成的A3配方样品(硫酸钠添加量为8%)性能最佳,其吸水率为0.06%、气孔率为0.17%、体积密度为2.82g/cm3、抗折强度为97.4MPa。添加硫酸钠可显著降低样品的烧成温度,当硫酸钠添加量小于10%时,会促进莫来石的分解,并促进刚玉的生成;在硫酸钠添加量等于10%时,莫来石相消失,样品相组成为刚玉和少量石英;在硫酸钠添加量大于20%时,硫酸钠会和刚玉反应生成霞石,样品的物理性能急剧降低。A3配方可望用于与SiC复合,制备抗氧化性能优良的SiC-刚玉-莫来石复相太阳能吸热材料。