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。     

Si粉和Al粉对N2保护热处理铝碳材料性能和显微结构的影响

为改善含碳材料埋炭保护热处理时的操作条件,并为提高含碳材料性能开辟新的途径,对添加Si粉或Al粉的铝碳材料在N2气氛中1200℃热处理5 h,测定试样热处理前后的质量变化率、抗折强度、体积密度、显气孔率、抗热震性、热膨胀系数和抗氧化指数,并用扫描电镜和XRD分析试样的显微结构和物相组成.结果发现,采用N2保护热处理工艺同埋炭热处理工艺一样可防止碳氧化,使铝碳材料形成碳结合并具有较好的性能指标.与添加Si粉的试样相比,添加Al粉的试样在热处理后具有较高的高温强度和较低的热膨胀系数;反应生成的Al2OC和AlN有益于材料抗热震性能和强度的提高,并减轻了其在埋炭保护热处理后由于生成Al4C3而产生的严重水化现象.部分Si粉与气氛反应生成纤维状的β-SiC、SixN和粒状的Si2N2O,它们对铝碳材料具有明显的增强作用.     

添加硅和硅微粉氧化铝–碳纳米管耐火材料的制备与性能EI北大核心CSCD

研究了铝碳耐火材料中多壁碳纳米管(MWCNTs)在添加硅和硅微粉条件下的结构演变以及添加单质硅、硅和硅微粉对材料性能的影响。结果表明:高温下材料内单质硅与二氧化硅反应,导致大量的SiO(g)形成,加快了800℃以上MWCNTs的结构演变进程,促进MWCNTs蚀变为SiC晶须。正是由于SiC晶须形成,添加硅和硅微粉铝碳耐火材料经1 400℃处理后的抗折强度达到22.56 MPa,而单独添加单质硅的试样仅为19.24 MPa。然而,对于材料的抗热震性来说,未添加硅微粉的试样热震后强度保持率为43.51%,明显高于硅微粉试样的28.65%,这主要是由MWCNTs有助于提高材料的韧性,而Si C晶须主要起到增强的作用。     

抗氧化剂对镁碳耐火砖抗氧化性的影响

碳的氧化是镁碳耐火材料中存在的主要问题。研究了在1300℃和1500℃温度下各种抗氧化剂．如Al、Si、SiC和B4C对镁碳砖抗氧化性的作用。计算了砖中碳的重量损失，并通过XRD、SEM和EDS测定了砖的氧化区域。在两种温度下，发现B4C是最有效的抗氧化剂。在添加B4C的试样中通过特性研究测出存在硼酸镁复合物（Mg3B2O6）。硼酸镁，在1360℃以上呈液态，通过填充开口气孔在表面形成一层保护层，对砖的抗氧化性有积极作用。在两种温度下对添加Al和Si的试样，镁橄榄石（Mg2SiO4）和尖晶石（MgAl2O4）显示出相似的作用。添加SiC的试样和添加Si的试样有相同的相．但SiC在两种温度下抗氧化性最小。     

添加硅和硅微粉氧化铝–碳纳米管耐火材料的制备与性能

研究了铝碳耐火材料中多壁碳纳米管(MWCNTs)在添加硅和硅微粉条件下的结构演变以及添加单质硅、硅和硅微粉对材料性能的影响。结果表明:高温下材料内单质硅与二氧化硅反应,导致大量的SiO(g)形成,加快了800℃以上MWCNTs的结构演变进程,促进MWCNTs蚀变为SiC晶须。正是由于SiC晶须形成,添加硅和硅微粉铝碳耐火材料经1 400℃处理后的抗折强度达到22.56 MPa,而单独添加单质硅的试样仅为19.24 MPa。然而,对于材料的抗热震性来说,未添加硅微粉的试样热震后强度保持率为43.51%,明显高于硅微粉试样的28.65%,这主要是由MWCNTs有助于提高材料的韧性,而Si C晶须主要起到增强的作用。     

碳的种类对铝锆碳滑板性能的影响

分别对单独加入4%(质量分数)鳞片石墨、炭黑、沥青碳3种碳材料和加入不同碳材料(总质量分数4%)复合的铝锆碳滑板进行了树脂加入量、耐压强度、高温抗折强度、显气孔率、体积密度等物理性能以及抗氧化、抗热震性能比较。试验结果表明添加石墨可以实现低的树脂加入量,试样的显气孔率低,抗氧化性好;添加炭黑可以提高试样的强度;添加沥青碳,则可提高试样的抗热震性,但抗氧化变差;复合添加这3种碳材料,可以得到强度高、抗热震好的铝锆碳滑板试样。     

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.     

MgO—C和Al2O3—C耐火材料中金属添加剂的性能

本文研究了含碳耐火材料的微观结构随温度和添加Al、Si、SiC而发生的变化。从制品中取14个试样,在500℃和1500℃之间的中性(氩气)气氛中,鉴定这些添加剂在MgO-C和Al_2O_3-C系统中的性能。铝添加剂对材料的影响是局部的。而添加Si更能影响整个材料的机理。由于添加剂的作用使各带产生渗透时,添加铝和能使机械强度得到改进。通过使用Si就地变化产生的SiC能改进制品的机械性能。其结果比直接加入SiC好。最后,根据这项研究工作,可以作出涉及工业环境耐火材料选择方面的几项建议。     

自蔓延合成Al4SiC4和B4C及其在含碳耐火材料中的应用

以金属铝粉、硅粉、炭黑或石墨为原料,采用自蔓延化学炉法制备了Al4SiC4粉体,并将其添加到以板状刚玉、电熔刚玉、氧化铝微粉和石墨为主要原料的铝碳材料中,经混合、150 MPa冷等静压成型后于1100℃保温5h氮气保护烧成,研究其对铝碳材料的物理性能、抗氧化性能和抗水化性能的影响;以B203、金属Mg、炭黑和超细石墨为主要原料,采用自蔓延镁热还原法制备了B4C粉体,并将自蔓延产物添加到以电熔镁砂和超细石墨为主要原料的低碳镁碳砖中,经混合、200 MPa干压成型后于1600℃5h埋炭烧成,研究其对镁碳材料的物理性能、抗氧化性能的影响.结果表明:1)以Al、Si、炭黑或石墨为原料可以合成纯度高、不合Al4C3相的Al4SiC4粉体;添加7％ Al4SiC4粉体的铝碳材料具有良好的常温和高温性能,具有良好的抗氧化性和抗水化性能.2)以B2O3、Mg和炭黑为原料可以合成晶粒细小、活性较高的B4C粉体;添加B4C复合粉体的低碳镁碳砖具有良好的常温性能和热态强度,其抗氧化性能优于添加市售B4C和金属Al粉的试样.     

Si3N4-Fe对Al2O3-SiC-C质铁沟浇注料性能的影响

利用Si3N4的优良性质及金属塑性相Fe的作用,将其添加到高炉出铁沟用Al2O3-SiC-C浇注料中,以改善材料的力学性能和抗氧化性能.对高温处理后试样强度、显气孔率测试以及对氧化层的SEM分析,结果表明,添加适量的Si3N4-Fe,材料的显气孔率降低,强度提高,抗氧化性增强.     

纳米NiO掺杂Carbores'P对Al2O3-C耐火材料力学性能的影响

为提高低碳铝碳耐火材料的力学性能,以≤1 mm的棕刚玉、Si粉和Carbores’P为原料,外加纳米NiO为催化剂,制备Al2O3-C基质试样,利用XRD、SEM、激光拉曼光谱研究纳米NiO对Carbores’P炭化产物的影响。以棕刚玉(粒度为5~3、3-1、≤1 mm)、电熔白刚玉粉、Si粉、鳞片石墨、Carbores’P、纳米NiO为原料制备低碳Al2O3-C试样,研究纳米NiO掺杂Carbore’P对试样力学性能的影响。结果表明:1400℃埋碳热处理后,添加纳米NiO能提高基质的石墨化度,促进碳纳米管和SiC晶须的生成;正是由于它们的生成,提高了Al2O3-C试样的致密度、常温强度和断裂前的位移量,使试样韧性增强。     

Al2O3-C质整体塞棒在浇铸钙处理钢中的应用

分析了Al2O3-C质整体塞棒在钙处理钢浇铸过程中的侵蚀机制和其他一些重要影响因素,针对Al2O3-C质整体塞棒的特性,从炼钢的工艺改进、设备保障、优化过程控制和耐火材料材质优化等方面采取了相应措施,并提出了改进意见,使Al2O3-C质整体塞棒在钙处理钢的使用寿命不断提升,达到了比较满意的效果。     

铝炭制品防氧化涂料的作用机理

采用热分析等研究方法，分析了铝炭制品的氧化过程，研究了以阻断铝炭制品与氧气接触来实现防氧化的硼硅酸盐系涂料的高温特性和防氧化机理，以及不同结合剂对涂料与铝炭制品界面行为的影响。     

Effect of Additives on Properties of MgO—ZrO2—C Material

The paper describes the effect of additives Al,Si,SiC and A4C on the expanson of MgO-ZrO2-C material after being coked.Theresults indicate that Al and Si were oxi-dized to form Al2O3 and SiO2 respectively,and then re-acted with CaZrO3 or stabilizer in c-ZrO2 to form calcium aluminate,spinel(MA),dicalcium silicate(C2S) and forsterite (M2S) ,Meznwhile,α-C2S ras transformed to γ-C2S and c-ZrO2 to m-ZrO2 when temperature changed.All the above reactions resulted in the decrease of the amount of Al4C3 and SiC and the increase in bulk volume,which caused the stucture of MgO-ZrO2-C material de-stroyed.Hence,contrary to the MgO-C material,when adding Al,and Si,the MgO-ZrO2-C material would be structurally deteriorated after heat-treatment and its strength and corrosion resistance decreased.     

AlN对Al2O3-C材料性能的影响

采用碳热还原法制备的AlN复合粉(主成分是AlN和Al2O3)部分取代Al2O3-C材料中的Al2O3微粉,研究了AlN复合粉加入量(分别为0、15%和25%)对Al2O3-C材料性能的影响。结果表明:(1)试样的显气孔率随AlN复合粉取代量的增加而增大,体积密度、常温抗折强度随AlN复合粉取代量的增加而减小;(2)AlN复合粉的引入能显著提高Al2O3-C材料的高温抗折强度;(3)添加AlN复合粉的试样经熔钢侵蚀后,在材料表面形成较连续的致密层,有利于提高材料的抗熔钢侵蚀性和冲刷性。     

高温抗氧化涂料的研究

介绍了一种新型耐火材料抗氧化涂料。此涂料由复合氧化物、氧化硅、氧化铝及施工性能调节剂充分反应制成。结果表明,在1 500℃内,涂料对Al2O3-ZrO2-C耐火材料具有良好的保护效果。     

Fe2O3对天然原料合成Al4SiC4/Al4O4C复合耐火材料的影响（英文）

以焦宝石、活性炭和铝粉为原料并添加Fe2O3后制备了Al4SiC4/Al4O4C复合耐火材料。利用化学分析、X射线衍射和扫描电镜研究了Fe2O3对所制备复合材料的物相组成和显微结构的影响。结果表明：在烧结过程中,从1400℃开始,Fe2O3转变为低熔点物相Fe3Si,产生液相促进Al4SiC4成核、细化晶粒,同时包裹Al4SiC4。此外,未添加Fe2O3的样品中生成的Al4O4C短纤维,Fe2O3的加入使得Al4O4C相变为细小的晶粒。

Abstract：

Al4SiC4/Al4O4C composite refractory was synthesized by using flint clay,activated carbon and aluminum powders as the raw materials and Fe2O3 as the additive. The effects of Fe2O3 on the phase composition and microstructure of Al4SiC4/Al4O4C composite refractory were investigated by chemical analysis,X-ray diffraction and scanning electron microscopy. The results show that Fe2O3 transforms into a low melting point phase of Fe3Si above 1 400 ℃,which leads to generate liquid phase and promote the nu-cleation and grain refinement of Al4SiC4 phase. Fe3Si also could coat Al4SiC4 grains. Moreover,the morphology of Al4O4C in Al4SiC4/Al4O4C composite refractory without addition of Fe2O3 is short fibrous-like structure,but changes into fine granules structure after adding Fe2O3.     

矾土基电冶炼刚玉制Al_2O_3-C材料性能的研究

矾土基电冶炼刚玉是以矾土为原料通过电冶炼过程除去SiO2等杂质得到一种致密型刚玉。用它制得的Al2O3－C耐火材料具有较高的体积密度与常温耐压强度。较低的气孔率。这种Al2O3－C材料的抗碱侵蚀能力优于电熔白刚玉制得的铝炭材料，其原因可能与存在于矾土基电冶炼刚玉品界中的碳、氮化物有较强的抗碱性有关。     

Al2O3-C材料中Ti(C,N)的形成及其抗气化炉渣侵蚀性能研究

水煤浆气化炉内衬材料的无铬化势在必行.基于碳氮化钛对高炉渣的增稠机理,本工作在前期开发水煤浆气化炉用Al2O3-C无铬化内衬材料的基础上,拟通过在Al2O3-C材料中引入一定量的TiO2,使之在高温下材料内原位反应形成碳氮化钛相,提高材料的抗气化炉渣侵蚀性能.结果表明:当Al2O3-C材料引入适量的TiO2时,可以发现在烧成过程中材料中原位形成了Ti(C,N)相,优化材料的孔结构;当材料与渣发生反应时,提高了在侵蚀过程中渣的粘度,改善材料的抗侵蚀性能.当材料中引入的过量的TiO2,TiO2易与气化炉渣发生反应,降低渣的粘度,从而降低材料的抗侵蚀性能.     

钢包渣线用超低碳MgO-MA-C砖的研制与应用

以高纯电熔镁砂、镁铝尖晶石微粉和纳米炭素为主要原料,分别加入总量为4%(质量分数)的硅粉、铝粉和硅粉-铝粉复合粉为防氧化剂,加入清洁的自来水混练均匀后,在500 t 摩擦压砖机上成型为碳质量分数小于1%的超低碳MgO-MA-C 标型砖试样.在对比各试样(包括普通MgO-C砖试样)的抗氧化性能、高温抗折强度、体积稳定性和抗渣性的基础上,对配方和生产工艺进行了优化,研制出了性能较好的超低碳(碳质量分数小于1%)MgO-MA-C砖.所研制砖在武钢200 t转炉钢包渣线区使用,平均使用次数达75次.