镁铝钛耐火材料的Al2O3含量与其性能的关系

分别以79.3%~85.3%(质量分数,下同)的电熔镁砂、10%的电熔尖晶石、电熔白刚玉(2.5%~8.5%)和钛白粉(2.2%和5.5%)为原料制备了2组镁铝钛试样,研究了镁铝钛材料中Al2O3含量(分别约为7%、10%和13%)对其烧结、抗热震性以及抗炉外精炼渣侵蚀性的影响,并借助SEM、EDS分析了侵蚀后试样的显微结构。结果表明:随着镁铝钛试样中Al2O3含量的增加,试样更易烧结,烧后显气孔率降低,体积密度升高,抗渣性能提高;Al2O3含量的增加,使试样中的尖晶石数量增多,而尖晶石和方镁石热膨胀系数的差异形成的微裂纹,使试样的耐压强度降低,抗热震性提高;显微结构分析显示,随着Al2O3含量的增加,试样中析出的晶间尖晶石增多,有助于提高试样中的固-固结合率,从而增强其抗侵蚀能力。     

玻璃形成的研究

从结构、热力学和动力学三个方面对目前玻璃形成的研究现状进行了综合评述.着重论述了玻璃形成动力学模型,并总结了有利于玻璃形成的各种影响因素.     

自蔓延高温合成TiB2微粉的热力学计算

从热力学上对Mg-Ti-B-O体系的自蔓延反应进行了理论分析,计算了稀释剂MgO、TiB2含量和预热温度对反应绝热温度的影响.结果表明,随着稀释剂MgO、TiB2含量和预热温度的不同反应绝热温度也不同,在同一预热温度下,随着稀释剂含量的增加绝热温度降低;同一体系中在稀释剂含量相同时,随着预热温度的升高绝热温度也升高;随着预热温度的不断升高,燃烧反应能自我维持的稀释剂的临界值也逐渐升高.     

工艺条件对粘土碳热还原氮化合成β'-Sialon粉体的影响

利用失重和XRD分析研究了试样组成、合成温度、保温时间和N2分压等工艺条件对粘土碳热还原氮化合成β'-Sialon粉体的影响.结果表明加入超过化学计量10%的碳,适当提高合成温度和延长保温时间,适当减小氮气分压,都有利于β'-Sialon的形成.轻烧粘土对氮化反应影响不大;β'-Sialon形成过程的分析表明碳热还原氮化反应主要受中间产物CO和SiO的控制.     

高铝质耐火材料常温耐磨性能研究

选用棕刚玉为磨料,在压缩空气加速磨粒的冲蚀磨损试验机上分别对高铝质浇注料和高铝耐火砖的原始成型面和砖体内切割面进行了冲蚀磨损实验.探究了高铝质耐火材料的原始成型面和砖体内切面在不同冲蚀角度、磨料速度及冲蚀时间下的体积冲蚀磨损率,采用扫描电子显微镜(SEM)观察经不同冲蚀时间冲蚀后试样的微观形貌.实验结果表明:在不同的冲蚀角度、磨料速度及冲蚀时间的试验条件下,高铝质耐火材料内切面的耐冲蚀性均优于其原始成型面的耐冲蚀性,且在冲蚀过程中,原始成型面存在加速和稳态两个冲蚀过程.     

添加剂对新拌高铝浇注料ζ电位的影响研究

以特级阳泉矾土细粉、日产纯铝酸钙水泥、开封产纯铝酸钙水泥为原料,外加三聚磷酸钠、六偏磷酸钠配成稀分散体系,采用日产ZC-2000微电泳仪,测定了各稀分散体系的ζ电位;采用旋转黏度计测量了新拌浇注料浆体的表观黏度.研究表明,加入适量的添加剂,能降低体系的ζ电位与表观黏度,ζ电位与体系流变参数具有一致的变化规律.从理论上分析了浆体的扩散双电层与ζ电位的形成机理.由于STP、SHP均为阴离子型分散剂,它们通过物理或化学吸附的方式吸附于胶态粒子表面,使得吸附层内的反离子增加,ζ电位降低.随着分散剂加入量的增加,分散剂在粒子表面吸附达到饱和,ζ电位变化越来越缓.     

铁精粉还原炉用Si3N4（Sialon）/SiC材料在H2O—H2—N2气氛中热力学计算分析

根据热力学原理对Si—C—N—H—O五元系统进行了平衡状态下的相稳定性计算,绘制了在1 073 K和1 223 K下的SiC、Si₃N₄、Si₂N₂O和SiO₂4个稳定相的稳定性与N₂分压和H₂O分压的关系图,即优势区域图,分析了其凝聚相的稳定区域。同时结合SEM显微结构分析氢气还原炉中Si₃N₄/SiC和Sialon/SiC制品抗H₂O—H₂—N₂气氛的侵蚀性能。     

TiO2含量对镁铝钛耐火材料烧结及显微结构的影响

以电熔镁砂、电熔白刚玉、电熔尖晶石、铬精矿及钛白粉为原料制备了镁铝钛试样,研究了加入不同量TiO2(分别为2%、3.5%、4%、4.5%、5%、7%和12.5%)的镁铝钛材料分别在1450℃、1500℃、1550℃、1600℃、1680℃、1750℃保温4~5h后的烧结状况,并对1500℃和1600℃烧后试样进行了SEM、EDAX和XRD分析。结果表明:加入质量分数为3.5%~7%的TiO2就能显著促进镁铝钛试样的烧结,同时改善其抗热震性;当煅烧温度低于1680℃时,随着煅烧温度的升高,试样的烧结程度越好,显气孔率下降,体积密度增加;试样的主晶相为方镁石,基质部分结构致密,气孔少且多呈封闭的圆孔状;基质中主晶相为方镁石,次晶相为尖晶石固溶体、钛酸钙和少量的镁橄榄石,方镁石之间、方镁石和次晶相之间的直接结合利于试样性能的提高。     

铝粉加入量对刚玉基复合材料性能的影响

以电熔白刚玉砂为骨料(质量分数为60%,其中3～1mm的占45%,≤1mm的占15%),以电熔白刚玉粉(≤0.074mm和≤0.044mm)、Al2O3微粉及金属铝粉(≤0.088mm)为基质料(总质量分数为40%),改变基质料中金属铝粉的加入量(分别为0、2.5%、5%、7.5%和10%),外加3%的热固性酚醛树脂,混练均匀后,机压成标型砖,经(180±5)℃24h干燥后,于1500℃3h埋炭烧成,研究了金属铝粉加入量对烧后试样显气孔率、体积密度、烧后线变化率和常温耐压强度的影响。结果表明:加入适量金属铝粉能促进材料的烧结,加入5%的铝粉时,材料的体积密度较大,常温耐压强度最高,显气孔率最低;但加入量超过5%以后,又会影响材料的性能,因此适宜的铝粉加入量确定为5%。显微结构分析表明,加入的铝粉在高温埋炭条件下原位生成了Al(O,N,C)纤维增强相,使试样的强度提高,其高温抗折强度(1400℃)达到了58MPa。     

球形纳米α-Al2O3粉体的制备及其表征

首先,将不同浓度(0.426～0.855mol·L-1)的硫酸铝溶液在不断搅拌状态下缓慢滴入含有聚乙二醇的氨水-氯化铵缓冲液(pH值约为9.5)中制得Al(OH)3溶胶,经抽滤,洗涤,在蒸馏水中超声分散后,采用透射电镜观察胶粒的形状,以研究硫酸铝溶液浓度对Al(OH)3溶胶胶粒形貌的影响。结果表明:硫酸铝溶液浓度对Al(OH)3溶胶胶粒形貌影响很大;当硫酸铝溶液的浓度为0.65mol·L-1时,得到的胶粒呈球形。然后,将制得的胶粒呈球形的Al(OH)3溶胶抽滤后用无水乙醇浸泡24h,过滤,于120℃干燥1.5h,在1150℃煅烧1h制成纳米α-Al2O3粉,并用XRD、TEM等对其相组成、形状、分散性和流动填充性等进行了表征。结果表明:以球形的Al(OH)3胶粒为前驱体制成的纳米α-Al2O3粉也呈球形;干凝胶于1150℃煅烧1h后完全转变为α-Al2O3;纳米α-Al2O3粉体中的团聚体大部分是软团聚,故其流动填充性能也很好。