Preparation of Al-AlN Bonded Corundum Based Refractories by in-situ Reaction

The Al-AlN bonded corundum based refractories was synthesized with the starting materials of fused alumina and metallic aluminium in nitrogen atmosphere through in-situ reaction. The study indicated that with the addition of 14% metallic aluminium (13% of Al powder and 1% of Al fiber), the material nitridized at 1 100 ℃ for 3 h has excellent physical properties. It is found that a massive quantity of AlN in the forms of both whiskers and hexagon pellet particles is formed, and a large quantity of Al remaine...     

提高刚玉质耐火材料热震稳定性的研究

利用微气孔和弥散的ＺｒＯ２能改善耐火材料热震稳定性的特点，在含有一定数量微气孔的刚玉质耐火材料中，加入弥散的ＺｒＯ２，将ＺｒＯ２的增韧作用应用于刚玉质耐火材料热震稳定性的设计中。实验结果表明，当气孔的数量控制在１４％左右，ＺｒＯ２的外加量达６～９ｗｔ％时，能有效地改善刚玉质耐火材料的热震稳定性。在１１００℃，水冷的条件下，经１０次热震试验后，耐压强度保持不变，残余抗折强度为４５％。     

Influence of Ultra-Fine B4C and Nano-SiO2 on the Properties of Alumina-Graphite Refractories

The role of nano-SiO2 and ultra-fine boron carbide on the properties of alumina-graphite materials was investigated.The study showed that the ultra-fine boron carbide added modified the microstructure of residual carbon and promoted the chemical bond between residual carbon from phenolic resin and flake graphite.The carbon white could strengthen the residual carbon from phenolic resin.These two additives improved the mechanical properties of AG refractories at both room temperature and high temperature,and thermal shock resistance was improved noticeably.When the two additives were doped together,carbon white could retard the evaporation of B2O3.Thermal shock resistance was guaranteed with a smaller amount of ultrafine born carbide.     

负压浇注对刚玉浇注料性能的影响

按板状刚玉颗粒70%(w)、板状刚玉细粉和氧化铝微粉26%(w)、纯铝酸钙水泥3%(w)和减水剂1%(w),加适量水配制成刚玉浇注料,搅拌均匀后倒入真空浇注设备的模具中,分别于真空度为0、-0.03、-0.06和-0.09 MPa的时刻开始振动浇注成型,振动时继续抽真空2 min,试样经养护、烘干和1 500℃3 h热处理后,研究负压浇注对刚玉浇注料物理性能、抗热震性和抗渣性的影响,并借助压汞仪测定试样孔径分布,采用SEM观察试样断口形貌.结果表明:与常压浇注的试样相比,负压浇注可使试样中的气孔直径从10～20μm降到0.5～2μm,使试样结构更加致密,从而提高其机械强度和抗渣侵蚀性;负压浇注对试样的抗热震性略有负面影响,但负压浇注的试样热震后强度仍高于常压浇注的;在真空度为-0.03～-0.06 MPa之间开始振动浇注时,得到的浇注料试样综合性能最好.     

不同粒度红柱石对矾土基喷涂料性能的影响

以矾土为主要原料,铝酸钙水泥、硅微粉为结合系统,分别研究了不同粒度的红柱石对矾土基喷涂料性能的影响。试样自然干燥24h脱模,再经110℃烘干24h,分别于1000℃、1300℃和1500℃热处理3h。检测各温度热处理后试样的线变化率、体积密度、常温抗折强度、常温耐压强度以及试样的热膨胀系数、耐磨性能和抗热震性能。结果表明,添加粗粒度的红柱石并不能有效弥补矾土基喷涂料经高温热处理产生的收缩。矾土基喷涂料的体积密度随着红柱石粒度的增大而增大。不同粒度的红柱石未对矾土基喷涂料的中温强度产生明显影响,粗粒度的红柱石可以提高矾土基喷涂料的高温强度。矾土基喷涂料的耐磨性能随着红柱石粒度的增大而提高。细粒度的红柱石有利于改善矾土基喷涂料的抗热震性能。     

Influences of ZrO_2-SiC Composite Powder and Commercial SiC on Properties of Al_2O_3-C Refractories

In order to improve oxidation resistance and thermal shock resistance of Al2O3-C refractories, two groups of specimens were prepared with phenolic resin as binder, adding 0, 2 wt%, 4 wt% and 6 wt% commercial SiC or ZrO2-SiC composite powder synthesized from zircon respectively to Al2O3-C refractories, pressing at 200 MPa, drying fully at 250 ℃, and then carbon embedded firing at 1 400 ℃ for 2 h. Oxidation resistance and thermal shock resistance were researched, phase composition was analyzed by XRD. The res...     

氧化铝原料对红柱石基耐火材料莫来石化行为的影响

研究了几种氧化铝原料对红柱石基耐火材料莫来石化行为的影响。对试样XRD数据的分析结果表明,所引入的烧结氧化铝、活性氧化铝和棕刚玉都对红柱石的分解转化有不同程度的抑制作用,其中棕刚玉对红柱石分解转化的抑制作用尤为强烈,原因在于引入的TiO2。但TiO2对二次莫来石的生成没有影响。红柱石的分解转化受制于高温液相中的氧化铝浓度。活性氧化铝加入量小于20%时,其加入量增加,对红柱石分解转化的抑制作用随之增大。氧化铝原料的反应活性取决于其在高温液相中的溶解速度。     

m-ZrO2和ZrSiO4对MgO-CaO砖性能的影响

以镁钙砂、中档镁砂、高纯镁砂粉、单斜氧化锆(m-ZrO2)、锆英石等为原料,研究了ZrO2的加入形式与加入量对MgO-CaO砖性能的影响。结果表明:当ZrO2以m-ZrO2的形式加入到MgO-CaO砖中时,可以提高试样的常温性能、抗水化性、抗热震性等,m-ZrO2加入量(质量分数,下同)为2%~7%时,试样具有良好的常温性能,加入量为5%时抗水化效果较好,加入量为10%~15%时抗热震效果较好;当ZrO2以锆英石细粉的形式加入时,会明显提高试样的抗水化性及抗热震性,锆英石加入量为5%时,试样的抗水化性及抗热震性优越,但随着锆英石加入量的增加,试样的体积密度、强度明显下降,加入量大于10%以后,制品大多疏松开裂。     

AlF3对莫来石-刚玉质窑具性能与显微结构的影响

以莫来石(3~1mm)和刚玉(≤1mm)为骨料,以α-Al2O3(3~5μm)、硅线石(≤0.045mm)、硅微粉(3~5μm)、粘土(≤0.045mm)为基质料,分别外加0、9%和12%的添加剂AlF3(d50=12.03μm),成型后分别在1700℃和1725℃保温4h烧成,制得莫来石-刚玉质窑具试样,然后检测烧成后试样的显气孔率、常温耐压强度、常温抗折强度和抗热震性能,并采用扫描电镜分析烧成后试样的显微结构。结果表明随着AlF3含量的增加,烧成后试样的显气孔率逐渐增大;引入AlF3后,烧成后试样的常温耐压强度、常温抗折强度和热震后抗折强度保持率均提高,且以外加9%的最高,外加12%的次之;加入AlF3的试样在1725℃烧成后,有类似晶须状的柱状莫来石形成,这有利于其强度和抗热震性能的提高。     

Si粉加入量对刚玉制品性能、组成和结构的影响

以电熔白刚玉和α-Al2O3微粉为原料,固定骨料质量分数为65%,基质质量分数为35%,调整基质组成,研究了在刚玉制品中分别加入质量分数为2%、5%、8%和14%的Si粉对1500℃埋炭烧后试样的常温物理性能、高温性能、物相组成和显微结构的影响,分析了1000～1500℃烧后刚玉制品的物相变化。结果表明:加入Si粉的试样烧后微膨胀,常温和高温强度明显提高,尤其是1400℃的高温抗折强度最高可提高近1.5倍;抗热震性显著提高,1100℃水冷1次后强度保持率从22.58%最高提高到80.65%。性能提高的主要原因是Si粉在埋炭条件下与碳反应生成SiC,填充在刚玉骨架结构中,起强化作用。Si粉的较佳质量分数为5%～8%。试样在加热过程相变化的研究结果表明:SiC的生成在1200℃已较明显,在1400℃反应基本完成。     

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。     

The microstructures and properties of Fe2O3 and TiO2 co-doped corundum ceramics for solar thermal absorbing materials

Solar thermal absorbing materials are the key components of concentrating solar power. In this study, Fe₂O₃ and TiO₂ co-doped corundum ceramics were prepared by pressureless sintering. The effects of different Fe₂O₃/TiO₂ ratios on the phase composition, microstructure, thermal shock resistance and solar absorptance were investigated via XRD and EPMA testing. The results showed that, with the decrease of Fe₂O₃/TiO₂ ratio, the appropriate amount of FeAlTiO₅ would decompose into ferrite particles, which played a bridging role between the corundum grains making the samples have excellent thermal shock resistance. A6 (90% bauxite, 9.5% Fe₂O₃ and 0.5% TiO₂) sintered at 1460 °C had the optimum comprehensive properties, with a bending strength of 154.80 MPa and an absorptance of 89.20% in the spectral range from 0.3 to 2.5 μm. After 30 thermal shock cycles (1000 °C–25 °C, air-cooled), the bending strength of A6 was 222.05 MPa, and the absorptance was 90.40%, which were 43.44% and 1.35% higher than those before thermal shock, respectively. Therefore, it was suitable as an excellent solar thermal absorbing materials.     

CaO含量对刚玉质浇注料性能与显微结构的影响

通过控制铝酸钙水泥加入量,研究了CaO含量分别为0、0.5%、1.3%、1.7%、2.5%、3%、3.5%、4.9%、5.6%和7.5%时对刚玉质浇注料烧结性能、抗热震性和显微结构的影响,同时借助XRD、SEM、EDS和高温热膨胀仪等手段对浇注料的物相变化、热膨胀系数和显微结构进行了分析和观察。结果表明:刚玉质浇注料中CaO含量显著影响着浇注料的烧结性能、抗热震性及其显微结构,当CaO含量低于2.5%时,随着CaO含量的增加,浇注料中片状CA6逐渐增多,并伴随着大量的体积膨胀,导致浇注料体积密度下降,显气孔率上升;当CaO含量超过2.5%时,随着CaO含量增加,浇注料中CA2相含量增加,CA6相含量逐渐减少,浇注料体积密度开始增加,显气孔率下降,线膨胀率减小,CaO含量高于5.6%的浇注料出现了收缩;刚玉质浇注料的抗热震性与显微结构密切相关,CaO含量为4.9%～7.5%的刚玉质浇注料具有很好的抗热震性,这是由于浇注料基质中粒状CA2与片状CA6相互穿插,刚玉骨料边缘片状CA6向基质中生长,强化了基质与骨料的结合,同时CA2相具有低膨胀性,导致浇注料具有较高的强度保持率和抗热震性。     

烧成制度和结合剂对刚玉-莫来石窑具性能的影响

以板状刚玉(粒度为3～1mm和≤1mm)、莫来石(粒度≤1mm)和αAl2O3微粉为原料,分别加入一定量的高岭土和硅胶-铝胶(其中Al、Si的物质的量比为3)作为结合剂,在燃油倒焰窑中经不同的烧成制度(分别加热至1000℃、1150℃、1200℃、1300℃和1500℃保温1h后,继续升温至1700℃烧成)烧制成刚玉-莫来石窑具材料,并对比研究了这两种结合剂在上述保温温度下处理1h后的相变化及其对刚玉-莫来石材料强度和抗热震性的影响。结果表明:硅胶-铝胶结合剂中莫来石的显著形成温度约为1150℃,远低于高岭土的1500℃;在相同的烧成制度下,以硅胶-铝胶为结合剂的刚玉-莫来石试样的常温抗折强度比以高岭土为结合剂的低,而其抗热震性优于以高岭土为结合剂的。     

添加剂对刚玉-莫来石质承烧板抗热震性的影响

以电熔莫来石为粗颗粒,α-Al2O3粉、硅线石粉和少量结合粘土等为基质,羧甲基纤维素为结合剂,分别添加钛白粉、锆英石粉及同时添加这两种粉体,经混合,液压成型,在1530℃保温2 h烧成制备了承烧板试样;研究了电熔白刚玉或莫来石中颗粒、钛白粉添加量(4%、6%、8%)、锆英石粉添加量(4%、6%、8%)及同时添加两种粉体(锆英石粉均为6%,钛白粉添加量分别为4%、6%、8%)对承烧板抗热震性能的影响.试验结果表明:以刚玉为中颗粒的试样的抗热震性能优于以莫来石为中颗粒的试样;在此基础上加入锆英石粉或钛白粉制成的试样的抗热震性会明显改善;当两者同时加入时,试样的抗热震性能改善更为显著.SEM分析显示:加入锆英石粉的试样析出锆石相,加入钛白粉的试样有钛酸铝生成,锆英石粉和钛白粉都添加的试样既存在锆石相,又生成钛酸铝晶体,这些相的存在使材料引入微裂纹和沿晶裂纹,有助于抗热震性能的提高.     

添加剂TiO2及金属Si对刚玉制品烧结性能的影响

研究了添加剂锐钛型TiO2和金属Si对刚玉制品烧结性能的影响。结果表明：在刚玉材质中同时添加锐钛型TiO2和金属Si粉时，试样在1550℃烧后的强度明显提高。当试样中添加6％的TiO2和2％的金属Si时，X-衍射图显示刚玉制品中含有较多的钛酸铝。     

耐火材料力学—热物理性能的评述

本文简述了对耐火材料机械性能及热震稳定性的已有知识及有关研究的进展。讨论了耐火材料化学成份，相组成，微观及宏观组织对其弹性常数、力学强度、断裂及热震参数等物理化学性能的影响；探讨了耐火材料现有测试评价技术中的问题和未来研究的方向。     

等离子喷涂工艺参数对B4C涂层性能的影响

本文研究了喷涂距离对大气等离子喷涂Ｂ４Ｃ涂层的沉积效率、气孔率、显微硬度和抗热震性能的影响,发现喷涂距离会严重影响Ｂ４Ｃ粉末在等离子体射流中的熔融状态,从而对这些性能产生显著影响。实验结果表明,通过优化工艺参数,尤其是选择适当的喷涂距离,可以在大气呀涂条件下制得同高压等离子喷涂相近所孔率和显微硬度的Ｂ４Ｃ涂层。