改善氧化锆陶瓷材料抗热震性的探讨

通过分析氧化锆的热膨胀行为和相变特征 ,对改善氧化锆陶瓷材料抗热震性的途径进行了探讨。重点讨论了利用相变提高氧化锆材料抗热震性能的方法 ,并给出了实验结果。在所提到的改善氧化锆材料抗热震性的三种方法中 ,都不是以牺牲材料的致密度为代价的。     

稳定剂种类对高纯氧化锆空心球制品性能的影响

为制备隔热性能更好的高纯氧化锆空心球制品，分别以CaO稳定氧化锆空心球颗粒及细粉、Y₂O₃稳定氧化锆空心球颗粒及细粉、CaO+Y₂O₃复合稳定氧化锆空心球颗粒及细粉为主要原料，以工业级Y₂O₃微粉为烧结助剂，以水溶性树脂为结合剂，采用振动加压成型，于1 800℃保温6 h烧成制备了含不同稳定剂的高纯氧化锆空心球制品。研究了稳定剂种类对这些制品性能的影响。结果表明：1)烧后各试样的物相主要为立方氧化锆；骨料与基质细粉都很好结合在一起，含CaO稳定剂试样的内部气孔相对狭长，呈相互贯通网络状，力学性能适中，抗热震性最优；含Y₂O₃稳定剂试样的内部气孔大小不均、分散孤立，力学性能最差；含CaO+Y₂O₃复合稳定剂试样的内部孔径更小、分布更均匀，致密化趋势明显，力学性能最优，但抗热震性最差。2)烧后试样的线膨胀率和热导率随温度升高均逐渐增大；在高温阶段，含CaO稳定剂试样的线膨胀...     

氧化锆对铬刚玉浇注料烧结及抗热震性能的影响

为改善铬刚玉浇注料的抗热震性能而又不显著降低其强度,在铬刚玉浇注料中加入了氧化锆微粉,采用弹性模量测定仪、X射线衍射仪、扫描电镜和压汞仪等研究了氧化锆微粉对浇注料烧结性能及抗热震性能的影响.结果表明:氧化锆微粉可促进铬刚玉浇注料的烧结.当氧化锆微粉掺量在1%～3%(质量分数,下同)时,可提高浇注料的抗热震性能且不降低材...     

氧化钇含量对氧化锆陶瓷力学性能及抗热震性的影响

在氧化锆中加入不同质量分数的氧化钇,采用1460℃常压烧结,保温4 h,制得氧化钇稳定氧化锆陶瓷。并分析不同的氧化钇含量下,氧化锆陶瓷相变化、材料密度、维氏硬度、抗弯强度、抗热震性的变化。当氧化钇质量百分含量达到5.5%的时,材料的密度、硬度、抗弯强度等力学性能达到最大值,并且此时的抗热震性较好,超过这个临界值,材料的性能将下降。     

氧化锆滑板制备工艺对其性能和显微结构的影响

分别以电熔CaO稳定ZrO2(CZ,粒度分为5级,最大为1 mm,最小为5μm),电熔CaO、Y2O3复合稳定ZrO2(YCZ,其d50<5μm)和两种电熔MgO、Y2O3复合稳定ZrO2(MZY1和MZY2,粒度均为d50<5μm)为主要原料,分别采用传统颗粒级配和微粉造粒料两种工艺制备了氧化锆滑板试样,研究了原料种类、原料粒度、烧成温度对氧化锆滑板力学性能和显微结构的影响。结果表明:采用微粉造粒料制备的试样比采用传统颗粒级配方式制备的具有更高的强度和体积密度,以及更低的显气孔率;采用微粉造粒料制备的试样的抗热震性与烧成温度、稳定剂的种类和含量、氧化锆原料中SiO2和A l2O3杂质的含量等有关;采用传统颗粒级配制成的氧化锆试样难以烧结致密,颗粒与基质结合稍差,存在粗大气孔;而以造粒料制成的试样烧结致密,并有相当数量的微气孔和微裂纹。     

氧化锆陶瓷材料的抗热震性能分析

文章通过对氧化锆陶瓷材料的热膨胀性以及相变的特征进行分析,着重探讨有效利用氧化锆的相变提高氧化锆材料实际抗热震性能的具体方法．以及如何提高材料抗热震性的可行性办法。     

氧化锆-堇青石复相涂层对氧化铝基体影响的研究

在陶瓷材料表面引入压应力涂层已经被证明可以提高其强度和韧性。用高纯堇青石粉和氧化锆细粉制备了堇青石-氧化锆复相涂层浆料,将加工好的氧化铝样条浸润于浆料中,经过无压烧结制备出复相涂层增强的氧化铝材料。研究了不同氧化锆添加量（质量分数）的涂层对基体的整体性能的影响,结果表明,当复相涂层含质量分数为10%的氧化锆时其表面残余压应力为最大值1.34 GPa,相应地其弯曲强度也为最大值376.55 MPa,相比于未镀层的基体试样其弯曲强度增长了64.6%。此外,对试样还进行了高温弹性模量的试验,并分析了其弹性模量随温度变化的具体原因。镀层试样还进行了导热系数的试验,发现随着低热导率材料的加入,镀层试样的热导率也随之下降。最后由于表面残余压应力的存在,镀层试样相较于基体材料展现出了较好的抗热震性能,在900℃前,镀层试样水淬后的剩余强度均大于未镀层试样。     

MgO对原位烧结含锆莫来石材料性能影响的研究

初步研究了氧化镁对原位烧结含锆莫来石陶瓷性能的影响,经XRD分析表明:由于氧化镁的引入,在材料烧结过程中,有部分镁铝尖晶石的形成,同时在原位状态下也能形成部分Mg稳定的ZrO2,这对于形成氧化锆/镁铝尖晶石/莫来石热梯度晶相组成以减缓热应力十分有利,而且随着氧化镁加入量的增大,镁铝尖晶石、四方相氧化锆形成的量增多;并研究了材料抗热震系数达到最佳时的氧化镁加入量。     

骨料密度对高纯氧化锆制品性能的影响

为了提高氧化锆制品的综合性能,设计了配料组成中骨料分别为65％(w)的电熔氧化锆致密颗粒、45％(w)的电熔氧化锆致密颗粒加20％(w)的电熔氧化锆空心球、65％(w)电熔氧化锆空心球三种骨料密度不同的试样,经混料、液压成型、烘干后,分别在1650、1720和1800℃保温6 h制成w(ZrO2+HfO2+Y2 O3)...     

LaPO4添加量对粗晶ZrO2陶瓷抗热震性能的影响

以空气为淬冷介质,用淬冷-强度法研究了LaPO4添加量对粗晶ZrO2(4Y)陶瓷抗热震性能的影响。结果表明,原料粒度为1.5μm的ZrO2陶瓷,其抗热震性能随LaPO4添加量的增加逐渐提高。LaPO4添加量为20 vol%时,陶瓷的临界抗热震温差达1300℃,比单一ZrO2陶瓷提高了400℃。ZrO2-LaPO4复相陶瓷抗热震性能的提高主要是由于LaPO4晶体的层间解理以及弱界面开裂分散了热应力,耗散了热震裂纹扩展的能量。     

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.     

ZrO_2加入量对刚玉-尖晶石浇注料性能的影响

以板状刚玉颗粒(6～3、3～1和≤1 mm)为骨料,电熔白刚玉粉(≤0.088和≤0.044 mm)、电熔尖晶石细粉(≤0.044mm)、α-Al2O3微粉(≤5μm,d50=1.2μm)、纯铝酸钙水泥、单斜氧化锆(≤15μm,d50=6.2 μm)为基质,按骨料与基质质量比为70:30配料,基质中纯铝酸钙水泥的加入量(质量分数,下同)为3%、α-Al2O3微粉为6%、电熔尖晶石细粉为10%,用单斜氧化锆等量替代电熔白刚玉细粉,其加入量分别为0、2%、4%、6%和8%,加水混匀后振动浇注成25 mm×25 mm×125 mm的试样,于室温下养护24 h后脱模,经110℃24 h烘干后,分别经1 100、1 500、1 600℃热处理3 h.对各温度热处理后试样进行了常温物理性能、热态抗折强度、抗热震性能检测,并利用SEM对部分试样于1 400℃高温抗折强度试验后的断口形貌进行了分析.结果表明:(1)随ZrO2加入量的增加.刚玉-尖晶石浇注料于1 500和1 600℃处理后的常温抗折强度降低,显气孔率升高,故ZrO2的加入对材料的烧结性略有负面影响.(2)随zrO2加入量的增加,1 600℃处理后试样的热态抗折强度下降,但热态抗折强度在1 000℃以前变化较小,1 000℃以后明显降低.(3)ZrO2的加入改善了试样的抗热震性能,其质量分数为2%时,1 100℃水冷1次和3次后的强度保持率和残余强度最大.(4)本试验范围内ZrO2的最佳加入量为2%.     

AOD炉用耐火材料的选择与应用

介绍了AOD炉的基本原理 ,炉衬损毁的主要原因及选材要点 ,同时对AOD炉常用的镁铬系和镁钙系材料的性能进行了比较 ,并且提出了提高AOD炉炉衬寿命的措施。     

微孔富镁尖晶石对低碳MgO-C材料性能的影响

分别以微孔富镁尖晶石(5~3和3~1 mm)和电熔镁砂(5~3和3~1 mm)为粗骨料,以<1 mm的电熔镁砂为细骨料,以镁砂粉(≤0.088 mm)、鳞片石墨粉(≤0.088 mm)、金属铝粉(≤0.074 mm)为细粉,以酚醛树脂为结合剂,制备了w(C)=6%的两种低碳MgO-C材料,经220和1 500℃(埋焦炭)热处理后,测定其显气孔率、常温耐压强度、常温抗折强度、加热永久线变化率、抗热震性和抗渣性。结果表明:1)用微孔富镁尖晶石骨料取代普通低碳MgO-C材料中的部分镁砂骨料后,经220和1 500℃热处理后试样的显气孔率均比普通低碳MgO-C试样的大,体积密度均比普通低碳MgO-C试样的小;220℃固化后试样的强度比普通低碳MgO-C试样的小,但1 500℃热处理后试样的强度比普通低碳MgO-C试样的大;1 500℃热处理后试样的加热永久线变化率比普通低碳MgO-C试样的小。2)使用微孔富镁尖晶石骨料代替电熔镁砂骨料能有效提高低碳MgO-C材料的抗热震性,但对低碳MgO-C材料的抗侵蚀性不利。     

碱性耐火材料在白银炼铜炉上的使用

简述了炼钢炉的原理及特点，镁铝、镁络耐火材料的性能及其在炼铜炉上的使用。初探了炼钢炉渣线部位用普通镁铝砖、半再结合镁铬砖的损毁机理，结果表明：半再结合镁络砖的抗侵蚀性明显优于普通镁铝砖。     

Cr2O3对MgO-Al2O3系浇注料性能的影响

研究了氧化铬的引入方式及引入量对钢包渣线用MgO-Al2O3系浇注料性能的影响.结果表明,以工业氧化铬方式引入Cr2O3比以镁铬尖晶石方式引入Cr2O3对材料的热震稳定性更有利,Cr2O3的引入量控制在2%～4%时,材料的抗渣性可以得到显著改善.     

Effect of partial substitution of calcium alumino-titanate for bauxite on the microstructure and properties of bauxite-SiC composite refractories

Calcium alumino-titanate (CAT) is obtained by processing titanium-iron slag in an industrial process that involves melting, homogenization, de-ironing, and silicon reduction. The correlation between CAT addition and the microstructures, phase compositions, thermo-mechanical properties, and alkali resistance of bauxite-SiC refractories were investigated by X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM), as well as by thermodynamic analysis. The results show that CAT can react with SiO₂ to form a low-melting-point phase (anorthite), causing the CA₆, CA₂, and CaTiO₃ phases to disappear. In addition, the formation of the liquid phase in the Al₂O₃-TiO₂-CaO-SiO₂ system at high temperatures deteriorates the properties of the composite. The strength and refractoriness under load of the composite decrease with the addition of CAT. Moreover, the thermal shock resistance of the composite first increase and then decrease with the addition of CAT. For CAT concentrations ≤10.8 wt%, the composite demonstrates good alkali resistance. The alkali resistance of the CAT-containing bauxite-SiC composite is mainly dependent on the external dense regions.     

Effect of h-BN on the microstructure and fracture behavior of low carbon Al2O3-C refractories

h-BN is an ideal substitution candidate for graphite due to its similar crystal structure, better oxidation resistance. In this work, the effect of h-BN on microstructure and comprehensive properties of Al₂O₃-C refractories are investigated, and the specimen containing 0.5 wt% h-BN (G0.5N0.5) possesses the best comprehensive properties. The addition of h-BN could reduce the diameter of SiC whiskers, which leads to the highest strength of specimen G0.5N0.5 (42.63 ± 3.10 MPa). Moreover, the fracture behavior of the specimens is demonstrated using wedge splitting test. The results show that the specimen G0.5N0.5 possesses the highest crack initiation and propagation resistance, which could be attributed to the collaborative effect of h-BN and SiC whiskers. Noteworthily, the addition h-BN could improve the thermal shock resistance. The specimens containing h-BN possess the higher residual ratio, compared with the specimen containing no h-BN (G1N0), and the specimen G0.5N0.5 shows the highest residual strength (14.12 ± 0.67 MPa). Furthermore, the oxidation resistance could be enhanced with introducing the h-BN.     

精炼低碳超低碳钢用优质烧成镁白云石砖的研制与应用

采用BS55镁钙砂和大结晶电熔镁砂为原料,以石蜡和烯烃为复合结合剂制取的烧成镁白云石砖,具有优良的抗渣性和热震稳定性,在AOD精炼钢包中使用,其寿命已打破世界最高纪录。     

钛酸铝对刚玉质耐火材料性能的影响

探讨了在刚玉质耐火材料的基质中引入TiO2 原位形成钛酸铝对其性能的影响。结果表明 :钛酸铝的形成可显著提高刚玉质耐火材料的热震稳定性及热态强度 ,从而有望生产出性能更加优良的刚玉质耐火材料。