具有优良抗热震性的可服务于低碳经济的耐火材料

为了减少耐火材料对钢水的增碳,将纳米级添加物尖晶石、板状刚玉和碳纳米管加入到Al2O3-C耐火材料中以降低碳含量,研制了用于浇钢水口及钢液过滤器的纳米优化碳结合耐火材料,还将微粉级TiO2和ZrO2添加到无碳Al2O3质陶瓷研制了无碳AZT耐火材料。结果表明:纳米级添加物的复合加入可以改善碳结合耐火材料的性能,这是因为材料中原位生成了相互交织的新物相;通过添加ZrO2和TiO2,可以制备出低气孔率、细晶粒且具有优良抗热震性的无碳Al2O3质耐火材料。     

纳米技术在耐火材料中应用的研究进展

综述了纳米技术在耐火材料中应用的新进展.在耐火浇注料中引入纳米相,可减少水泥和水加入量,降低有害组分,提高性能;添加纳米粉可降低氧化物制品的烧结温度、改善显微结构和性能;在含碳耐火材料中引入纳米碳,在大幅降低碳含量的条件下,材料可保持优良的抗热震性和抗侵蚀性.此外,探讨了纳米技术在耐火材料中应用时存在的问题及对策.     

纳米技术对镁碳耐火材料的改进研究

传统镁碳材料中含碳量较高,不利于洁净钢精炼技术及节能减排技术的发展。采用纳米技术可有效降低镁碳耐火材料的碳含量,更重要的是,纳米碳还能改善材料结构,使其致密化、微细化,提高强度和耐蚀性的同时还可提高镁碳材料的韧性、抗氧化性等物理性能。解决好纳米碳技术在镁碳耐火材料中的分散性及降低其生产成本将是今后世界范围内研究新型镁碳耐火材料的重点。     

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。     

对使用纳米碳的低碳镁碳耐火材料的研究

为降低耐火材料中含碳总量,进而减少冶金过程中热量损失,生产更多环保型耐火材料,研究了纳米碳镁碳耐火材料的发展。使用少量纳米碳能够使耐火材料对液态金属的碳污染降至最低。石墨中加入不同比例的纳米碳作为碳源,但总碳量都保持在传统镁碳耐火材料中总碳量的一半以下。合成材料按照传统的加工技术进行加工,与几乎完全相同条件下制备的传统耐火材料进行比较后评估其性质。本文还做出了元素分布图,研究纳米碳在基体中的分布。     

沥青种类和硝酸镍对铝碳材料性能与结构的影响

为了提高低碳铝碳耐火材料的抗热震性,分别选用环保沥青Carbores P、中间相沥青和高温沥青,以硝酸镍为催化剂,研究了沥青种类和催化剂对低碳铝碳材料常温和高温强度、抗热震性能及显微结构的影响,并探讨了沥青种类对催化改性低碳铝碳耐火材料中纤维碳生成的影响。结果表明:加入3种沥青的低碳铝碳试样,在催化剂作用下均生成了一定量的纤维状纳米碳;同时加入沥青和催化剂,更有利于提高铝碳材料的常温和高温强度及抗热震性;与加入高温沥青相比,加入环保沥青Carbores P和中间相沥青的催化改性铝碳材料中形成了较多且长的纤维状纳米碳,使材料的常温和高温抗折强度及抗热震性显著提高。     

提纯土状石墨对铝碳材料显微结构和力学性能的影响

采用高温碱煅烧法提纯土状石墨,并将其作为1种活性碳源,引入到含金属铝粉、硅粉和二氧化硅微粉的铝碳耐火材料中。利用热重--差示扫描量热仪、X射线衍射仪、扫描电子显微镜、能谱仪及三点弯曲仪等研究了提纯土状石墨对铝碳材料显微结构和力学性能的影响。结果表明:提纯土状石墨颗粒由许多细小的微晶片状石墨组成,尺寸细小,结构褶皱且绕曲变形;与天然鳞片石墨相比,提纯土状石墨的氧化活化能低,具有更高的反应活性;在铝碳材料中引入提纯土状石墨部分取代天然鳞片石墨,促进了材料基体内AlN和SiC晶须形成,对提高铝碳材料的力学性能有积极作用,在铝碳材料中有很好的应用前景。     

连铸用Al2O3-C滑板研究现状与展望

Al2O3-C滑板具有良好的抗热震性和抗渣性能,能减少杂质引入以及防止钢水氧化,作为连铸控流功能耐火材料应用广泛,但由于含碳耐火材料容易氧化以及材料组成中氧化物和碳不易烧结等因素,因此存在抗氧化性差,高温强度低等缺点,力学性能有待进一步提高.滑板的原料、配比以及结合系统对其性能起到至关重要的作用.主要从添加剂、结合剂、碳源等方面论述铝碳滑板的研究现状,对铝碳滑板潜在的研究方向进行展望.     

六方氮化硼复合氧化铝耐火材料的性能研究

以粒度为3~1和≤1 mm的板状刚玉为骨料,板状刚玉细粉、α-Al2O3微粉和Si粉为细粉,分别添加质量分数为3%的六方氮化硼、3%和10%的鳞片石墨制备了Al2O3-BN和低碳、高碳Al2O3-C三种试样,并对比了其常温物理性能、高温强度、抗氧化性、抗热震性和抗渣侵蚀性。结果表明:1)Al2O3-BN耐火材料的常温、高温物理性能与低碳铝碳材料相差不大,并优于传统高碳铝碳材料;2)Al2O3-BN耐火材料具有比碳复合耐火材料更好的抗热震性和抗氧化性,抗渣性与低碳铝碳材料的相当;3)考虑到材料的整体性能,六方氮化硼可以替代石墨作为原料,用于制备综合性能优异的氧化铝质复合耐火材料。     

高钛金属化球团熔分用电炉炉衬材质探讨

针对攀钢高钛金属化球团熔分用电炉的工况条件,选择炭砖及七种含碳耐火材料作为研究对象,借助热力学计算和动态抗渣试验探讨应用这些材料的可行性.结果表明,在不考虑氧化的前提下镁质或铝质耐火材料中引入高含量C和SiC组分有利于提高其抗熔分渣侵蚀能力;综合考虑认为,引入高SiC含量的镁碳化硅碳材料或铝碳化硅碳材料是高钛金属化球团熔分用电炉炉衬的最佳候选.     

含硼添加剂对白云石炭耐火材料抗氧化与抗侵蚀性的影响

石墨和结合碳的氧化是白云石炭耐火材料在使用中损坏的重要原因之一。本工作研究了４种含硼材料（ＣａＢ６,ＺｒＢ２,Ｂｃ和Ｃｏｌｅｍａｎｉｔｅ）在白云石炭耐火材料中的行为以及作为抗氧化剂的作用,并与ＡｌＭｇ合金的抗氧化效果进行了对比。在白云石炭耐火材料中,含硼添加剂的防氧化效果优于ＡｌＭｇ合金。在高温下形成的硼酸盐熔体（Ｃａ３Ｂ２Ｏ６,Ｍｇ３Ｂ２Ｏ６）延缓或阻止了碳的氧化,从而提高了含炭材料的抗氧化性。同时,也初步研究了这些含硼添加剂与ＡｌＭｇ合金对白云石炭耐火材料抗侵蚀性的影响。结果表明：两种类型添加剂同时使用可显著提高材料的抗渣性。     

聚丙烯原位碳化合成石墨烯负载碳球纳米杂化材料研究

本研究以氧化石墨烯(GO)为模板负载氢氧化镍(Ni(OH)_2)和氢氧化钴(Co(OH)_2)纳米粒子,并分别熔融共混到聚丙烯(PP)中,利用PP原位碳化方法成功制备出GO负载碳球纳米杂化材料。利用X射线衍射(XRD)和拉曼波谱分析(Raman)对合成的Ni(OH)_2、Co(OH)_2、GO负载Ni(OH)_2和GO负载Co(OH)_2进行表征。采用透射电子显微镜(TEM)、XRD和Raman等对合成的石墨烯负载碳球纳米杂化材料的形貌结构和物理性质进行表征。结果表明:利用PP原位碳化可成功制备两种不同类型的石墨烯负载碳球纳米杂化材料。     

碳纳米管在低碳复合耐火材料中的研究进展

为了缓解含碳耐火材料中因碳含量降低致使使用寿命降低的问题,将碳纳米管引入到低碳耐火材料中。总结了碳纳米管在低碳耐火材料中的研究现状,提出了目前研究中存在的问题和今后的研究方向。     

含碳浇注料的研制

含碳耐火材料因具有抗侵蚀性好,抗热震性高等一系列优点而得到广泛应用。但由于与水的润湿性差,将碳质原料应用于浇注料时会引起浇注料加水量的增大,从而恶化材料的性能,使碳在浇注料中的应用受到限制。为此,研究了以不同形式加入的碳对浇注料性能的影响。金属Al、Si在含碳耐火材料中作为抗氧化剂能起到防止碳氧化的作用。此外,由于熔点较低,金属的添加对于降低材料的烧结温度具有积极意义。因此,研究了金属Al的加入形式对浇注料性能的影响。1原料及试验方法以棕刚玉(w(Al2O3)=95.24%)、板状刚玉(w(Al2O3)=95.12%)、SiC粉、Al2O3微粉(w…     

镁钙碳耐火材料的研究进展

回顾了近几年国内外镁钙碳耐火材料的发展及应用现状,总结了国内外研究人员为改善其性能所做的工作。重点介绍了结合剂的改性和开发、高效抗氧化剂的引入和防水化处理等在镁钙碳耐火材料中应用的研究结果,并在此基础上展望了镁钙碳耐火材料的发展方向。     

高温下Cr2AlB2粉末在铝碳耐火材料中的结构演变及其对性能的影响

铝碳耐火材料是连铸滑动水口用关键材料，提高其强度和抗氧化性等服役性能，对于保障炼钢过程安全高效生产具有重要的意义。近年来，一种新型的MAB型层状化合物Cr₂AlB₂受到广泛关注，其具有高断裂韧性、高损伤容限和优异的抗氧化性。本工作在铝碳耐火材料中引入合成的Cr₂AlB₂，借助X射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜、透射电子显微镜等测试手段，研究了高温下Cr₂AlB₂在铝碳材料中的结构演变及其对材料性能影响。结果表明：Cr₂AlB₂在800～1 200℃热处理后逐步分解生成Al₂O₃包覆CrB的核壳结构，并在核壳结构表面催化生成碳纳米管、碳纤维；在1 200～1 600℃热处理后，核壳结构内部进一步演变，生成了Cr₃C₂和BN。因此，Cr₂AlB₂在铝碳耐火材料中发生的上述结构演变，促进了...     

宁波工研院等氮掺杂纳米碳催化机理取得新进展

正以纳米碳管、纳米金刚石、石墨烯为代表的纳米碳材料在催化中具有广泛的应用前景,不仅可以作为高性能载体负载金属及氧化物活性组分,还可直接作为非金属催化剂用于氧化脱氢、选择氧化、电催化等反应。相对于传统的金属催化体系而言,碳基催化剂具有表面与结构可控、碳资源充足、耐酸碱腐蚀等独特优势。通过化学方法将氮、硼、磷等杂原子引入纳米碳体系,可以调节其表面酸碱性、催化活性及产物选择性,掺杂纳米碳材料已经成为国际碳及催化领域的研究热点之一。在前期非金属催化研究的基础上,中科院宁波工业技术研究院(筹)新能源技术所张建研究员课题组与     

SiC质耐火材料的氧化机理

SiC材料是一种性能优良的耐火材料，具有高导热性，高抗热震性，良好的高温强度等优点，但是由于碳化硅在氧化性气体，如O2，CO2，水蒸汽中发生膨胀劣化，严重影响SiC耐火材料的使用湿度和应用范围，本文主要讨论不同结合剂类型的SiC耐火材料的氧化特征，并提出抗氧化的可能途径。     

碳质耐火材料

由于具有独特的性能，例如热导率高、热膨胀低、抗热震性能好、与渣接触化学活性小，因而碳质或含碳耐火材料被广为关注。它们被分为两类：碳砖/大块和含碳材料。含碳材料又被进一步划分为碱性含碳耐火材料和非碱性含碳耐火材料。分析了制造过程。对其物理性能、热性能、机械性能、化学性能也进行了评价。对这些类型耐火材料的抗氧化剂和结合剂也进行了评论。其应用也被仔细分析。     

碳纳米环：生长机理、可控合成、性质和应用

碳材料是一类神奇的材料,碳原子可以通过sp、sp²或sp³杂化构筑不同微观结构的碳材料。目前,已经发现的碳的同素异形体有石墨、金刚石、富勒烯、碳纳米管、碳纳米环、石墨烯和石墨炔。富勒烯和石墨烯因性质独特、应用前景广阔,其发现者分别获得1996年和2010年诺贝尔奖。碳纳米环具有独特的环状结构、优异的机械强度及特殊的物理化学性能,也引起广泛关注。研究者从早期对碳纳米环进行理论计算、预测其性质,到现在已能够通过化学气相沉积、激光辐射、超声诱导自组装等方法制备不同尺寸的碳纳米环,并对其性质和应用进行探索。总结了近30年来有关碳纳米环的生长机理、可控合成、性质和应用等方面的研究进展,对其规模化合成与应用提出了建议与展望。