SiO2微粉加入量对Al2O3-SiC-C出铁沟浇注料性能的影响

采用高铝矾土(8～5 mm)、棕刚玉(8～5、5～3、3～1 mm)、SiC(≤1、≤0.044 mm)、致密刚玉(≤1、≤0.044 mm)为主要原料,固定SiO2微粉和白泥的总加入量(w)为2.5%,研究了SiO2微粉加入量(其质量分数0、1%、1.5%、2%、2.5%)对Al2O3-SiC-C浇注料性能的影响。结果表明:试样在1 100、1 500℃分别保温3 h处理后,随着SiO2微粉加入量的增加即白泥加入量的降低,其加热永久线变化逐渐减少,显气孔率呈现先增大后降低的趋势,体积密度的变化趋势与显气孔率的正好相反,常温抗折强度及高温(1 450℃0.5 h)抗折强度呈现先增大后降低的趋势;当SiO2微粉加入量(w)为1.5%时,试样热震后的残余强度最大,SiO2微粉加入量(w)为2%的试样的强度保持率最低;在SiO2微粉加入量(w)为2%时,材料的抗渣侵蚀性能最好,继续增大SiO2微粉含量,抗渣侵蚀性能下降。综合各方面的因素,SiO2微粉和白泥复合使用时,SiO2微粉加入量(w)为2%左右,白泥加入量(w)为0.5%左右时,Al2O3-SiC-C快干浇注料具有最佳的综合性能。根据试验结果制备的快干浇注料在莱钢750 m3单铁口高炉铁沟使用,在未经任何修补的情况,主沟一次通铁量达到14万t。     

加入脱硅ZrO2微粉对MgO-Cr2O3材料性能的影响

为了提高MgO-Cr2O3材料的性能,以质量分数为60%的电熔镁铬砂、27%的南非铬矿粉、13%的烧结镁砂为基础配比,外加脱硅ZrO2微粉(其质量分数分别为1.5%、2%、2.5%和3%)制备了MgO-Cr2O3材料。研究引入ZrO2对MgO-Cr2O3材料体积密度、显气孔率、耐压强度、高温抗折强度和抗RH精炼渣侵蚀性的影响。结果表明:1)引入ZrO2显著提高了MgO-Cr2O3材料的体积密度、常温耐压强度和高温抗折强度。2)ZrO2与熔渣中的CaO发生反应,生成高熔点的化合物CaZrO3,堵塞气孔,阻止熔渣进一步渗透,提高了MgO-Cr2O3材料的抗渣性;同时反应吸收CaO,使熔渣的碱度降低,黏度增大,这也有利于提高镁铬砖的抗渣侵蚀性。综合考虑MgO-Cr2O3材料的各项性能,脱硅ZrO2微粉的最佳外加量为2.5%(w)。     

α-Al2O3微粉加入量对镁铬材料性能的影响

为了提高RH精炼炉用镁铬质耐火材料的使用寿命,以质量分数为80%的电熔镁铬砂(粒度为3~1、≤1、≤0.088 mm)和20%的印度铬矿砂(粒度为≤1和≤0.074 mm)为基础配方,分别用质量分数为2%、4%、6%的活性α-Al2O3微粉(d90=5.376μm)等量取代电熔镁铬砂细粉,外加4%质量分数的亚硫酸纸浆废液为结合剂,经混练、成型、干燥后,分别经1 500、1 600、1 650、1 700和1 750℃热处理,然后检测试样的常温抗折强度、常温耐压强度、烧后永久线变化率、显气孔率、体积密度、高温抗折强度和抗渣性能。结果表明:1)加入α-Al2O3微粉能明显提高试样的常温抗折强度;2)随着α-Al2O3微粉加入量(w)从4%增加到6%,试样的高温抗折强度增加;3)加入6%(w)α-Al2O3微粉可以降低试样的显气孔率,提高其致密度,进而提高试样的综合性能。     

Na2O和SiO2杂质含量对氧化铝微粉烧结性能的影响

氧化铝微粉因具备优异的烧结性能而广泛地应用于耐火材料领域。除了粒径与比表面积,氧化铝微粉中的杂质含量同样会影响微粉烧结性能。鉴于此,本工作研究了Na₂O和SiO₂对氧化铝微粉烧结性能的影响,比较了各试样于1500℃烧后的线收缩率以及相对理论密度。结果表明,氧化铝微粉的烧结性能与其高温下生成的液相量相关。当氧化铝微粉中Na₂O/SiO₂>0.5时,全部的SiO₂与部分的Na₂O参与液相生成。此时微粉中SiO₂的含量越高,生成的液相量越多,粉体呈现出更优的烧结性能。当氧化铝微粉中0.252O/SiO₂<0.5时,所有的Na₂O与SiO₂均参与液相的生成。此时微粉中Na₂O与SiO₂总含量越高,生成的液相量越多,相应试样烧后呈现更大的收缩率与更高的致密度。     

SiO2微粉和Al2O3微粉加入量对莫来石-刚玉浇注料性能的影响

以莫来石M45(10～5mm,5～3mm)、电熔莫来石(3～1mm,≤1mm)作骨料,刚玉粉(≤0.074mm)、电熔莫来石粉(≤0.074mm)、纯铝酸钙水泥、Al2O3微粉(d50=2.11μm)和SiO2微粉(d50=1.07μm)作基质,制备了脱硫枪用莫来石-刚玉浇注料,并分别研究了SiO2微粉加入量(分别为2%、3%、4%、5%)和Al2O3微粉加入量(分别为2%、4%、6%)对浇注料体积密度、显气孔率、强度、烧后永久线变化率、抗热震性和抗渣性的影响。结果表明:仅加入SiO2微粉时,随着其加入量在2%～5%范围内增加,莫来石-刚玉浇注料的体积密度提高,显气孔率降低,强度增加,抗渣性变好,但抗热震性变差;在加入3%SiO2微粉的基础上再加入2%～6%的Al2O3微粉时,浇注料的各项性能随Al2O3微粉增加没有明显改善,但均比仅加入3%SiO2微粉时有明显改善。     

SiO_2微粉加入量对ρ-Al_2O_3微粉结合刚玉浇注料的影响

在ρ-Al2O3微粉结合刚玉浇注料中分别加入2%和5%的SiO2微粉,制成40 mm×40 mm×160 mm的试样,分别经110℃24 h、1 200 ℃ 3 h和1 500℃3 h热处理后,测定试样的常温抗折强度;在上述配比的基础上去掉其中的骨料,制成15 mm×15 mm×55 mm的基质试样,分别经110℃24 h、1 200℃1 h和1 500℃1 h热处理后,采用扫描电镜分析试样的显微结构.结果表明:1)加入SiO2微粉可以显著提高ρ-Al2O3微粉结合刚玉浇注料在110℃24 h、1 200℃3 h和1 500℃3 h条件下热处理后的常温抗折强度,SiO2微粉加入量以2%(w)为佳;2)SiO2微粉水化后形成网状絮凝结构以及在中高温处理过程中SiO2微粉与ρ-Al2O3微粉反应生成莫来石,是导致含SiO2微粉的ρ-Al2O3微粉结合刚玉浇注料常温抗折强度增大的原因.     

SiO2载体对Cu/SiO2催化剂的影响

分别以硅溶胶、气相SiO2、介孔SBA-15分子筛为载体,采用共沉淀法制备了Cu/SiO2催化剂,含活性组分Cu质量分数为25%。运用BET、XRD、H2-TPR、NH3-TPD等对催化剂进行表征。结果表明:以硅溶胶和气相SiO2为载体制得催化剂的Cu物种分散性较差,以SBA-15为载体制得催化剂的Cu物种以高度分散的形式存在,且具有较大的比表面积,较低的还原温度和较大的酸量。     

SiO2微粉加入量对ρ-Al2O3结合刚玉质浇注料性能的影响

为了研究SiO2微粉添加量对ρ-Al2O3结合刚玉质浇注料抗爆裂性能的影响,以电熔白刚玉、ρ-Al2O3、活性α-Al2 O3微粉等为主要原料,分别添加质量分数为0、1％、2％、3％、4％、5％和6％的SiO2微粉代替基质中的电熔白刚玉细粉,振动浇注成型后,分别检测其常温力学性能、透气度、孔径分布和抗爆裂温度.结果表明...     

SiO2-SiC棚板的性能优化研究

为改善SiO2-SiC棚板的性能,特别是高温性能,以SiC、SiO2为主要原料,黏土粉、Al2O3和CaO微粉为添加剂,羧甲基纤维素为临时结合剂,研究了SiO2加入质量分数(2%、5%、8%、10%),热处理温度(分别为1 380、1 400、1 420、1 440、1 460和1 480℃),添加剂(分别为质量分数0.3%的黏土、Al2O3和CaO微粉)对试样性能的影响,并进行了生产应用。结果表明:1)SiO2加入量提高有利于常温强度的改善,但过高时对高温强度无益,SiO2的最佳加入质量分数为5%。2)提高热处理温度会明显改善SiO2-SiC材料的高温强度,但温度过高时,高温强度反而略有下降,较适宜的热处理温度为1 440℃左右。3)添加黏土、Al2O3和CaO微粉均能使SiO2-SiC材料的常温和高温强度有所提高;添加CaO微粉促进了SiO2的鳞石英化,试样的综合性能最好。4)生产试用结果表明,本研究中最佳试样的使用性能超过其他厂家的。     

α-Al2O3微粉加入量对刚玉干式捣打料性能的影响

为了提高感应炉用刚玉炉衬的服役寿命,以棕刚玉、电熔镁砂、α-Al2O3微粉为原料制备了刚玉干式捣打料,并研究了α-Al2O3微粉加入量(其质量分数为0、1%、2%和3%)对刚玉干式捣打料性能的影响。研究结果表明:经1 600℃热处理后,随着α-Al2O3微粉的增多,刚玉干式捣打料的加热永久线变化呈先减小后增大趋势,体积密度增大,显气孔率相应减小,耐压强度先减小再增大;α-Al2O3微粉加入量为2%(w)时试样的加热永久线变化相对较小,耐压强度减小到22.8 MPa。XRD和SEM分析表明:经1 600℃3 h烧后捣打料中的α-Al2O3微粉反应生成了粒状镁铝尖晶石,晶粒尺寸较小,且分布均匀,有助于捣打料致密度的提高。     

加入β-SiAlON对铝碳质材料性能的影响

以白刚玉、熔融石英(≤0.5mm)为骨料,鳞片石墨(≤0.15mm)、白刚玉(≤0.088mm和≤0.045mm)、矾土基β-SiAlON(≤0.088mm)以及添加剂为基质料,酚醛树脂作结合剂,在骨料与基质的质量比为35∶65的基础上,分别用0、7%、14%、21%、28%的矾土基β-SiAlON取代铝碳质材料中的石墨,经等静压成型后,试样于180℃固化24h,并在埋炭条件下于930℃热处理,研究了β-SiAlON加入量对处理后试样常温物理性能、抗氧化性、高温机械性能和抗热震性的影响。结果表明:(1)随着β-SiAlON加入量的增加,试样的显气孔率显著上升,体积密度降低,常温和高温抗折强度下降,抗氧化能力变差;(2)与原铝碳材料相比,加β-SiAlON的试样抗热震性均有所降低,但仍保持了良好的抗热震性,在1100℃热震温差下水冷3次和5次后的强度保持率均在90%和75%以上;(3)从降低C含量的角度考虑,在不显著降低铝碳材料性能的情况下,β-SiAlON加入量以7%左右较为适宜,此时试样仍具有较好的抗氧化性和高温抗折强度。     

β-SiAlON对MgO-C材料性能的影响

以电熔镁砂颗粒(5～3 min、3～1 mm、≤1 mm)、电熔镁砂细粉(≤0.088 mm)、鳞片石墨(≤0.15 mm)、矾土基β-SiAlON细粉(≤0.088 mm,气孔率28%,Z=2)为主要原料,配制成ω(鳞片石墨) ω(矾土基β-SiAlON细粉)分别为12% 0、4% 6%、4% 9%和4% 12%的4组配料,采用酚醛树脂作结合剂,以180 MPa压力成型.经185℃10 h固化后,按相关标准检测了试样的体积密度、显气孔率、常温耐压强度、常温抗折强度、高温抗折强度、抗热震性、抗氧化性和抗渣性.结果表明:随着试样中ω(鳞片石墨) ω(矾土基β-SiAlON细粉)按12% 0、4% 6%、4% 9%、4% 12%的顺序变化,试样的显气孔率有所上升,体积密度略有降低;试样的常温耐压强度、常温抗折强度、1 400℃高温抗折强度、抗热震性和抗氧化性均有不同程度的提高;抗渣侵蚀性以ω(鳞片石墨) ω(矾土基β-SiAlON细粉)为4% 6%的试样略高,其他试样则有所降低.     

SiO2微粉加入量对刚玉质超低水泥浇注料高温性能的影响

研究了SiO2微粉加入量为0、2%、4%、6%和8%时对刚玉质超低水泥浇注料的烧结性能、高温强度及抗热震性能的影响.结果表明随着SiO2微粉加入量的增加,试样的烧结性能和抗热震性得到明显改善,在1400℃时的高温抗折强度也显著提高.讨论认为,试样高温性能提高的主要原因是SiO2微粉与Al2O3反应生成的莫来石穿插或弥散在刚玉颗粒形成的骨架结构的孔隙中起增韧作用.     

SiO2微粉加入量对Al2O3-SiC-Al耐火材料性能的影响

以电熔白刚玉、SiC粉、α-Al2O3微粉、Al粉和SiO2微粉为主要原料,以有机硅树脂作结合剂,制备了Al2O3-SiC-Al复合材料。借助差热分析、XRD、SEM等方法研究了SiO2微粉加入量(分别为0、2%、4%、6%)对分别于300℃、500℃、800℃、1100℃、1300℃和1600℃保温3h处理后试样的烧结性能、物相组成和显微结构等的影响。结果表明:随着SiO2微粉加入量的增加,试样的强度逐渐升高,体积密度增大,显气孔率降低,并在SiO2加入量为4%时试样的物理性能达到最好;加入的SiO2微粉不仅能降低Al与周围空气中氧的反应,且与Al反应生成的Si能改善Al与SiC的润湿性,提高材料的结合能力。     

Al2O3微粉和SiO2微粉对刚玉-莫来石材料性能的影响

在板状刚玉细粉中添加粘土或Al2O3微粉和不同种类的SiO2微粉制成刚玉-莫来石试样,分别于1200℃、1400℃和1600℃保温5 h烧成后,测定试样的体积密度、显气孔率和烧后线收缩率,利用XRD分析了试样在不同温度段的莫来石生成量,研究了添加Al2O3微粉和不同种类的SiO2微粉对材料的烧结性能和莫来石化的影响,并利用SEM观察了试样的显微结构.结果表明(1)加入Al2O3微粉和SiO2微粉均有利于材料的烧结;加入SiO2微粉的纯度和晶形不同,对试样莫来石化的影响也不同,无定形态SiO2微粉(即硅灰)的纯度越高,试样的莫来石生成量也越高.(2)加粘土的试样,其显微结构中柱状莫来石的晶体特征比较明显;而加入SiO2微粉的试样,其莫来石晶体和刚玉晶体相互交错,晶粒较小.     

SiO2粉末对立体光固化用SiC陶瓷浆料的影响研究

为解决SiC陶瓷浆料立体光固化难题,本文采用添加不同粒径和不同含量的球形氧化硅的方法改性SiC陶瓷浆料。研究发现,SiC陶瓷浆料48 h的稳定性随SiO₂添加量(SiC粉末总质量的5%、10%、15%)的变化基本保持不变,但是随着SiO₂粒径(1μm、5μm、10μm)的增大有降低的趋势。另外,浆料的黏度随着SiO₂添加量的增加明显,随SiO₂粒径的增大有所降低。而固化深度随SiO₂添加量的增加呈现先增大后减小的趋势,随SiO₂粒径的增大变化并不明显。整体而言,粒径为1μm,添加量为10 wt%的SiO₂是比较恰当的选择,适合配制黏度较低、稳定性好以及固化深度满足固化要求的SiC陶瓷浆料,最终通过此配方成功实现了SiC浆料的立体光固化。     

纳米SiO2/SBR复合改性沥青性能研究

为研究纳米SiO₂/SBR复合改性沥青的性能,通过针入度试验、软化点试验、延度试验、动态剪切流变试验(DSR)、弯曲梁蠕变试验(BBR),分析改性沥青的基本性能、高温流变性能以及低温抗裂性能。试验结果表明：纳米SiO₂的加入,使得SBR改性沥青的针入度降低,软化点、延度升高;同时SBR改性沥青的车辙因子有所提高,高温性能得到改善;SBR改性沥青的蠕变劲度模量S值最小,蠕变速率m值最大,说明纳米SiO₂可以改善沥青的低温性能。     

β-sialon/Al2O3/SiO2系材料烧结性能及反应过程研究

以β-sialon粉、活性氧化铝微粉和氧化硅微粉和氧化硅微为原料，研究了在焦碳保护下，β-sialon/Al2O3/SiO2体系材料经1500，1600，1650℃烧成时，该体系材料的烧结性能和物相变化，同时借助于SEM，EDX和XRD等手段对材料的显微结构和反应过程进行了观察和分析。结果表明，随着温度升高，β-sialon/Al2O3/SiO2体系材料的体积密度下降，显气孔率增加，同时试样烧成前后的质量损失大大增加，尤其是经1650℃烧成的试样，显气孔率在50?陨希柿克鹗Т笥?0?RD物相分析显示1500℃时，产物中生成X相（Si12Al18O39N8)和SiC，高于1650℃生成r-AlON和SiC相，与热力学计算结果一致。同时高温下大量低价态的氧化铝如Al(g)及SiO(g)气相物质逸出试样表面，可能是导致试样质量损失，结构松散，显气孔率增加的主要原因。切开经高温烧成的试样，其截面由中心致密区，过渡区和边缘的松攻区3部分组成，含氮物相的形状由中心部位发育良好的柱状，演变成过渡区的针状或须状，直至松散区消失。这种松散区所占面积取决于试样的烧成温度和组成。     

纳米SiO2对聚乙烯醇膜性能影响初探

为了探索纳米SiO2对聚乙烯醇膜性能的影响,开展了纳米SiO2对聚乙烯醇成膜性影响初探,包括对聚乙烯醇成膜性、抗流挂性、膜的机械性能等方面的研究。实验结果表明,纳米SiO2与聚乙烯醇溶液在体系有较好的相容性,且对于改善溶液体系的抗流挂性、提高膜的力学性能等具有积极的作用。综合考虑SiO2在聚乙烯醇成膜性、抗流挂性及膜的机械强度的影响,推荐浓度为10～16%聚乙烯醇溶液中SiO2的含量为5%时较为适宜。     

纳米SiO2改性环氧树脂碳纤维体育材料及性能试验

针对传统体育器材环氧树脂碳纤维复合材料脆性大、耐冲击性能差的问题,提出用真空辅助树脂传递模塑成型工艺(VATRM)制备用于体育器材的纳米二氧化硅改性环氧树脂碳纤维复合材料,借助电子万能试验机和落锤式冲击实验机研究了该复合材料的横向拉伸性能和抗冲击性能。结果表明:当纳米二氧化硅质量分数为1%时,纳米二氧化硅/环氧树脂复合材料的横向拉伸性能最佳,断裂伸长率为0.5%;横向拉伸强度为41.7 MPa,拉伸模量为79.9 GPa,比纯环氧树脂碳纤维复合材料的横向拉伸强度、拉伸模量分别提高124.2%和12.5%。经纳米二氧化硅改性的环氧树脂碳纤维复合材料最大冲击力为2 216 N,比纯环氧树脂碳纤维复合材料最大冲击力提高了37.2%左右。