磷酸盐添加剂对氧化铬材料性能的影响

为了提高氧化铬材料的物理性能和抗煤渣的渗透性能,延长其在水煤浆气化炉内的使用寿命,以氧化 铬为主要原料,磷酸盐为结合剂,于1 780 ℃下烧成后,研究了磷酸盐加入量(分别占原料总质量的1%、2%、 3%和4%)对烧后氧化铬材料体积密度、抗折强度、抗热震性以及抗熔渣侵蚀渗透性能的影响.结果表明:随着 磷酸盐加入量的增加,试样的致密度呈升高趋势;添加3%磷酸盐试样的常温抗折强度和高温抗折强度最高,分 别达到25.4 MPa和38.8 MPa(1 400 ℃下);随着磷酸盐加入量的增加,试样的抗热震性呈增加趋势;添加适量 磷酸盐有利于提高氧化铬材料的抗熔渣渗透性能,当其加入量由1%增加到3%时,熔渣渗透深度由6 mm减小 至2 mm,但磷酸盐加入量增加到4%时,熔渣渗透深度又增加至8 mm.     

纳米材料对紫砂陶器强度及抗热震性能的影响

以紫砂土为主要原料,加入纳米紫砂和纳米石英短纤,采用塑性成型并煅烧。通过XRD物相分析,采用急冷—强度法表征试样的抗热震性能,研究纳米材料添加量对紫砂陶器强度及抗热震性能的影响。结果表明:随着纳米材料的加入,紫砂陶器抗折强度与抗热震性能都有所提高。当纳米材料加入量为1.19%时,两者性能均达到最大,抗折强度达68.7 MPa,抗热震强度达26.0 MPa。     

球状沥青对Al_2O_3-SiC-C质铁沟浇注料性能的影响

以特级矾土、亚白刚玉等为骨料,氧化铝微粉、二氧化硅微粉、碳化硅粉、铝酸钙水泥、硅粉等为基质料,按骨料与基质料质量比为70:30配料,分别外加质量分数0、1%、2%和3%的球状沥青,加水和少量减水剂共混制成Al2O3-SiC-C质浇注料,经振动成型、养护、脱模和烘干后,在1500℃空气气氛中保温3h热处理。对干燥后和热处理后试样进行了常温物理性能、高温抗折强度和抗渣性能检测。结果表明:随着球状沥青加入量的增加,碳氧化导致试样结构疏松,高温抗折强度逐渐减小;适量球状沥青在热处理过程中软化后渗入试样孔隙中,可以提高试样的抗渣侵蚀性能;加入球状沥青的质量分数为1%时,浇注料的综合性能最好。     

Si_3N_4加入量对Al_2O_3-SiC-C铁沟浇注料性能的影响

以电熔棕刚玉、碳化硅、α-Al2O3微粉、白刚玉、硅灰、硅粉为主要原料,以高铝水泥为结合剂,制备了铁沟浇注料,研究了Si3N4加入量(质量分数分别为0、3%、6%、9%、12%)对试样性能、物相组成和显微结构的影响.结果表明:(1)随着Si3N4加入量的增加,不同温度处理后Al2O3-SiC-C试样体积密度和常温强度基本上呈先增大后减小,显气孔率呈先减小后增大的变化趋势,Si3N4的适宜加入量为3%～6%.(2)中高温热处理时,试样中的Si3N4部分氧化生成了活性很高的SiO2,进而与Si3N4和α-Al2O3反应生成了O'-SiAlON结合相.(3)高温处理后试样的高温抗折强度随Si3N4加入量的增加而增大,而未经高温处理的试样的高温抗折强度则随着Si3N4加入量的增加而减小,这与试样中O'-SiAlON相的生成量有关.     

二氧化锰加入量对含铝MgO-C砖高温抗折强度和显微结构的影响

以97电熔镁砂和95鳞片状石墨为主要原料,添加金属铝粉和硅粉,以酚醛树脂为结合剂,制备了含铝镁碳砖,研究了二氧化锰加入量对试样高温抗折强度的影响,并借助X-射线衍射仪,扫描电镜等对试样物相和显微结构进行检测.结果表明:试样高温抗折强度在MnO2加入量0.5％时和未加入时相等,随着二氧化锰加入量的增大,试样高温抗折强度减小;在试样中加入二氧化锰,由于二氧化锰分解释放出氧气,抑制了铝粉的碳化和氮化,而直接氧化为氧化铝,部分转化为镁铝(锰铝)复合尖晶石,体积膨胀,结构致密;部分和基质中氧化钙、二氧化硅等杂质生成了低熔物,也促进了结构的致密化;但是随着二氧化锰量的增大,释放氧气过多,部分石墨被氧化,气孔率增大,并且生成的液相量增加,又使得试样高温抗折强度减小.     

粉末冶金法SiCp/Al复合材料的制备研究

笔者采用粉末冶金法制备SiCp/Al复合材料。使用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、抗折强度试验、洛氏硬度实验以及密度、吸水率、气孔率实验等方法研究碳化硅铝复合材料的微观结构、性能特点和机理。得到实验结果为:SiCp复合材料具有组织均匀,致密,无杂质,气孔少等优良特点。随着SiC复合材料质量分数的增加,SiCp的密度、抗折强度、硬度均相应增大,而气孔率、吸水率随之减小。在SiC质量分数一定的情况下,随着烧结温度的升高试样的性能也越来越好。     

蓝晶石加入量对高铝质低水泥浇注料性能的影响

以特级高铝矾土和蓝晶石为主要原料,SiO2微粉、铝酸钙水泥为结合剂,制备了高铝质低水泥浇注料。研究了蓝晶石加入量(质量分数分别为0%、2%、4%、6%)对试样性能、物相组成和显微结构的影响。结果表明:随着蓝晶石加入量的增加,110℃、24h烘干后浇注料试样性能变化不大;1 350℃、3h和1 500℃、3h处理后浇注料试样永久线变化率和显气孔率呈增大趋势,体积密度呈减小趋势,常温抗折强度变化不大;浇注料试样的高温抗折强度和抗热震性呈先增大后减小趋势。     

紫砂泥对瓷质建筑陶瓷砖性能影响的初步研究

在瓷质建筑陶瓷砖配方中,创新地添加景德镇本地新开发的紫砂泥劣质原料(可塑性较差部分)和景德镇煤矸石废料作为主要原料,并引入长石、宜春砂来改善坯体的性能。通过测试样品的吸水率和抗折强度,结合XRD衍射分析和SEM电镜扫描的方法,探讨紫砂泥不同的加入量对样品的影响。实验结果表明:过多的加入紫砂泥对降低样品的吸水率、提高抗折强度不利。当紫砂泥加入量为37.5%时,试样的吸水率达到最小值0.04%,抗折强度达到最大值108 MPa。通过XRD和SEM分析结果可知,该样品主晶相为莫来石相和石英。     

高性能镁尖晶石质浇注料的研制

以不同粒度的电熔镁砂(≤8、≤0.088 mm)和铝镁尖晶石细粉(≤0.088 mm)为主要原料,经振动成型制备了一系列镁尖晶石质浇注料试样,探讨了镁质结合剂和活性氧化铝微粉加入量(w)分别为1%、2%、3%、4%和5%时对浇注料试样分别经110、1 000和1 600℃热处理后物理性能的影响,并将优选的合适配方试样与RH炉用烧成镁尖晶石砖进行了常规物理性能、抗热震性能和抗渣性能比较。结果表明:当镁质结合剂加入量(w)由1%增至2%时,试样经不同温度处理后的强度显著增加;但当其加入量超过2%(w)后,试样经不同温度处理后的强度尤其是在1 450℃的高温抗折强度逐渐向相反的方向变化;当活性氧化铝微粉加入量(w)由1%增至3%,试样经110℃热处理后的强度下降较快,但经1 000和1 600℃热处理后的强度和线膨胀率及高温抗折强度却呈现增加的趋势;当加入量超过3%(w)后,试样的高温抗折强度开始下降。研制的镁尖晶石质浇注料经1 600℃处理后具有较高的致密度及骨料和基质间存在微细裂纹的特征,与烧成镁尖晶石砖相比,具有较好的抗热震性能、抗渣性能和较低的高温强度。     

透锂长石质低膨胀耐热紫砂陶瓷的研究

以天然矿物湖南保靖紫砂、透锂长石、镁质粘土、矾土、苏州高岭、贵州高岭、黑泥和膨润土为主要原料,采用普通日用陶瓷生产工艺,制备了透锂长石质低膨胀耐热紫砂陶瓷产品。通过研究低膨胀耐热紫砂陶瓷的烧成温度和高温阶段烧成时间与耐热紫砂陶瓷性能之间的关系,并测试了耐热紫砂试样的吸水率、抗折强度和热膨胀系数。研究结果表明:随着增加透锂长石的用量,低膨胀耐热紫砂陶瓷的吸水率减小,抗折强度降低,平均热膨胀系数也会降低。当透锂长石含量为40%、保靖紫砂含量为32%时,材料的最佳烧结温度为1260℃,高温阶段(1200~1260℃)烧成时间为90 min,吸水率为0.5%、抗折强度为65 MPa、热膨胀系数为α_(20~800)=2.68×10~(-6)/℃。     

B4C添加量对Al2O3-C材料性能的影响

以板状刚玉(粒度≤1、≤0.075 mm)、Al-Si合金粉(粒度为50μm)、α-Al₂O₃微粉(粒度为5μm)、鳞片石墨(粒度≤0.074 mm)和B₄C粉(粒度为20μm)为原料，硝酸镍为催化剂，酚醛树脂为结合剂制备了Al₂O₃-C材料，研究了B₄C添加量(加入质量分数分别为0、3%、6%和9%)对Al₂O₃-C材料性能的影响。结果表明：1)随着B₄C添加量的增加，试样的线变化率明显减小，常温抗折强度和耐压强度明显增大；当B₄C添加量为3%(w)时，试样经1 450℃处理后的线变化率降至0.65%,常温抗折强度和耐压强度最高，分别为28.7和57.3 MPa。2)当B₄C添加量为6%(w)时，试样经1 400℃空气气氛氧化后的氧化指数降至3.9%,抗氧化能力明显增强。     

红柱石加入量对铝硅质低水泥浇注料性能的影响

为了提高铝硅质低水泥浇注料的高温使用性能,采用红柱石部分取代高铝矾土制备铝硅质浇注料。以特级高铝矾土、红柱石、SiO2微粉、α-Al2O3微粉和Secar 71水泥为主要原料制备了铝硅质低水泥浇注料,并研究了红柱石加入量(质量分数分别为0、10%、20%、30%、40%)对试样性能、物相组成和显微结构的影响。结果表明:随着红柱石加入量的增加,110℃24 h烘干后试样体积密度呈略减趋势,显气孔率和常温抗折强度变化不大;1 350℃3 h和1 500℃3 h处理后浇注料试样永久线变化率和显气孔率呈增大趋势,体积密度和常温抗折强度呈减小趋势;1 500℃3 h处理后浇注料试样的高温抗折强度和抗热震性呈先增大后减小趋势。综合各项性能认为,红柱石的加入质量分数以20%为最佳。     

不同种类莫来石对碳化硅质浇注料性能的影响

采用不同种类烧结莫来石、碳化硅、SiO2微粉、Secar71水泥和p-Al2O3为主要原料,制备了不同种类莫来石-碳化硅浇注料,研究了浇注料的常温物理性能、高温抗折强度、抗热震性能、耐磨性能和抗碱性能,并借助SEM和EDS进行了显微结构和微区能谱分析.结果表明:富SiO2玻璃相促进试样的烧结,使得加入M45试样的显气孔率最小,强度最大,加入M60试样的显气孔率最大,强度较小;加入M45试样的高温抗折强度、抗热震性能最差,加入M60试样的高温抗折强度、抗热震性能最好;随着莫来石中Al2O3含量的增加,试样的常温耐磨性能逐渐变好,抗碱性能逐渐变差.     

碳纤维长度以及添加量对碳化硅网状多孔陶瓷性能的影响

为提高有机泡沫浸渍法制备的碳化硅网状多孔陶瓷的抗折强度,采用碳纤维对碳化硅网状多孔陶瓷进行增强。研究了添加剂和碳纤维对碳化硅陶瓷浆料流变性能和触变性能的影响以及碳纤维长度和添加量对试样微观结构、气孔率、耐压强度、抗折强度的影响。结果表明:当分散剂-FS20添加量为0.1%(质量分数),增稠剂-CMC添加量为0.1%(质量分数),粘结剂-CL添加量为0.05%(质量分数)时,碳化硅陶瓷浆料的流变性能和触变性能达到最佳,碳纤维的加入增加了浆料的粘度;另外,随着碳纤维添加量和长度的增加,试样的抗折强度呈现先增大后减小的变化趋势。当碳纤维长度为1 mm且添加量为0.75%(质量分数)时,试样抗折强度达到最大。     

重结晶SiC陶瓷支撑体的制备及性能

为制备高透气性SiC陶瓷支撑体,以d_(50)=100μm的SiC细粉和d_(50)=2. 5μm的SiC微粉为主要原料,添加聚甲基丙烯酸甲酯为造孔剂,采用机压成型在2 300℃下(Ar保护)烧结2 h制备了重结晶SiC陶瓷试样。研究了SiC微粉含量(质量分数分别为30%、40%、50%、60%、70%和100%)和造孔剂含量(质量分数分别为0、3%、6%)对试样显气孔率、透气度、抗折强度等性能的影响,分析了试样的物相组成和显微结构。结果表明:随着Si C微粉含量的增加,试样的显气孔率不断增加,透气度先增加后减小。造孔剂的加入会导致试样抗折强度衰减严重。当SiC微粉含量(w)为60%且不添加造孔剂时,试样的透气度为40. 23×10~(-12)m~2,显气孔率为34. 5%,常温抗折强度为35. 8 MPa,高温抗折强度为41. 7 MPa。该多孔陶瓷具有连通的孔结构,平均孔径为19. 3μm,孔径分布较窄,适合用作陶瓷支撑体。     

硅粉加入量对碳纤维增强铝碳耐火材料显微结构和强度的影响

以电熔白刚玉、石墨、硅粉和碳纤维为主要原料,通过固定刚玉细粉和硅粉总含量(29%),改变硅粉加入量(0～20%)制得了六组碳纤维增强铝碳耐火材料.采用XRD、SEM及EDS等研究了硅粉加入量对不同温度处理后材料物相组成、显微结构及强度的影响.结果表明:(1)220 ℃热处理后,硅粉含量低于8%时,抗折耐压强度变化不大;硅粉的含量高于8%时,抗折与耐压强度均降低.(2)1400 ℃热处理后,当硅粉含量从0增加到8%时,耐压强度与抗折强度均得到明显改善.而当硅粉量进一步增加时,试样出现裂纹,强度显著下降.(3)综合考虑,硅粉的最佳加入量为8%,此时经220 ℃、1400 ℃热处理后材料具有最好的抗折强度及耐压强度.     

铁矿渣矿化剂对硅微粉结合SiC窑具材料晶相结构与性能的影响

在硅微粉结合的SiC窑具材料中添加不同含量的铁矿渣,铁矿渣中的Fe2O3在高温下形成一定数量的液相,能使硅微粉析出的α—方石英转变为稳定的α—磷石英,提高窑具材料的热稳定性和强度,延长使用寿命。本文主要探讨不同含量的铁矿渣对窑具材料力学性能和抗氧化性能的影响。实验结果表明,确定0.4wt%铁矿渣为最佳加入量。窑具的抗折强度为21.2MPa,1次和10次热震抗折强度保持率分别为47.3%和46.6%。经12小时氧化的氧化度为0.0061%,与其他试样相比,氧化速度大大降低。     

硅粉加入量对转炉无水副枪用刚玉-莫来石浇注料性能的影响

为改善转炉无水副枪用浇注料的抗热震性,以质量分数分别为71%的板状刚玉、14%的烧结莫来石、3%的CA80水泥、2%的SiO_2微粉、10%的α-Al_2O_3微粉制备了刚玉-莫来石浇注料试样,研究了硅粉外加量(质量分数分别为0、1%、2%、3%、4%)对不同温度处理后试样性能的影响。结果表明:随着硅粉加入量增加,试样由收缩逐渐变为膨胀,试样的体积密度、常温抗折强度和常温耐压强度略有增加,显气孔率逐渐降低; 1 550℃处理后试样抗热震性能有所增加,且在硅粉加入量为2%(w)时试样的抗热震性最佳,强度保持率为48%。硅粉氧化为SiO_2后与Al_2O_3反应原位生成莫来石产生体积膨胀,在试样内部形成了一定量的微裂纹,提高了试样的抗热震性。     

羧丙基甲基纤维素对原位化学发泡轻集料混凝土性能的影响

以污泥烧胀陶粒为轻集料、羧丙基甲基纤维素(HPMC)为稳泡剂、H2O2溶液为化学发泡剂、膨胀珍珠岩为发泡剂载体制备原位发泡轻集料混凝土. 结果表明,HPMC掺量为0.05%~0.125%(?)时具有较好的稳泡和抗离析双重作用,试样密度随HPMC量增加而轻微增大,养护28 d的试样抗压、抗折强度和导热系数均随HPMC量增加而增大,48 h的吸水率随其量增加而降低;HPMC掺量为0.125%~0.15%(?)时,试样性能随其量增加出现相反的变化规律. HPMC掺量为0.125%(?)时,试样密度为1245 kg/m3, 养护28 d的试样抗压强度为31 MPa,抗折强度为6 MPa,48 h的吸水率为6.1%,导热系数为0.33 W/(m?K).     

锆英石加入量对刚玉质浇注料性能的影响

以电熔白刚玉(5～3、3～1、≤1 mm)、板状刚玉细粉(≤0.044 mm)、锆英石(≤0.074 mm)、α-Al2O3微粉为主要原料,以Secar 71水泥为结合剂,制备了刚玉质浇注料,经110℃24 h烘干和1 600℃3 h烧后,研究了锆英石加入量(质量分数分别为0、3%、6%、9%)对试样性能、物相组成和显微结构的影响。结果表明:随着锆英石加入量的增加,试样经110℃24 h烘干后的体积密度先增大后减小,显气孔率先减小后增大,常温抗折强度变化不大;试样经1 600℃3 h烧后的体积密度、常温抗折强度和抗热震性呈先增大后减小的趋势,高温抗折强度呈明显下降趋势。综合各项性能,认为锆英石的最佳加入质量分数为6%。