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。     

硅粉对刚玉-氮化硅复合材料表面氧化膜的影响

将T-60氧化铝粉、氮化硅粉和硅粉分别按50%、37.5%和12.5%的质量分数配料混合,经压制成型后,在空气中于1600℃保温2h烧成制得刚玉-氮化硅复合材料试样,借助于XRD、SEM、EDS等研究了加入硅粉对刚玉-氮化硅复合材料表面氧化膜组成和结构的影响。结果表明:在空气中烧成的刚玉-氮化硅复合材料表面氧化膜主要由富硅玻璃相、刚玉和莫来石组成;在刚玉-氮化硅复合材料中引入硅粉能减小氧化膜厚度,并能提高氧化膜的致密程度。     

碳化硼加入量对氧化镁-氮化硅铁浇注料力学性能的影响

以97烧结镁砂为主要原料,加入3%质量分数的氮化硅铁细粉,以硅微粉作为结合剂,研究了外加不同量碳化硼(其质量分数分别为0、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%)对镁质浇注料常温物理性能和高温力学性能的影响,并借助扫描电镜对浇注料的显微结构进行了分析。结果表明:随着碳化硼加入量的增加,浇注料烘干强度下降,中、高温处理后强度变大,高温抗折强度下降。原因在于碳化硼在加热过程中氧化产生液相,促进材料烧结,使得材料致密,冷态强度增大;而由于液相的产生降低了镁质材料的直接结合程度,使得高温抗折强度减小。     

空气气氛中烧成刚玉-氮化硅复合材料的研究

对刚玉-氮化硅复合材料在氮气中埋炭、空气中埋炭和空气 3种气氛中加热时可能发生的、对烧结有影响的重要反应进行了热力学分析,然后按m(Al2O3 ) : m(Si3N4 ) =62. 5: 37. 5的配比制成试样,在上述 3种气氛中于 1600℃保温 2h烧成,并对烧成后试样的性能、相组成以及空气气氛中烧成后试样的显微结构进行了分析。结果表明:在氮气中埋炭或空气中埋炭烧成时,材料的烧结情况没有在空气气氛中的好;在氮气中埋炭和空气中埋炭烧成后试样中分别生成了少量的β SiAlON或SiC,而在空气气氛中烧成后试样中出现了莫来石、石英和X相,残留了较多的β Si3N4;在空气气氛中烧成后,试样断面明显分为氧化层和非氧化层,其间有一沉积致密层。     

废镁碳砖颗粒(1～0 mm)对镁质浇注料性能的影响

为了研究钢包废镁碳砖1～0 mm颗粒等量代替镁砂1～0 mm颗粒对镁质浇注料性能的影响,以96%高纯镁砂和艾肯951u硅灰为主要原料制备了镁质浇注料。研究了废镁碳砖1～0 mm颗粒代替量为0%、2%、4%、6%、8%、10%、12%、14%对镁质浇注料性能的影响。结果表明:随着废镁碳砖1～0 mm颗粒加入量的增加,试样经低、中、高温度处理后,体密、抗折强度、耐压强度、1 450℃×1 h高温抗折强度逐渐减小,气孔率和线变化率逐渐变大,抗渣渗透性能先增强后减弱。当废镁碳砖1～0 mm颗粒代替量为8%时能够满足使用,且可以降低制品成本。     

97%SiC200~#加入量对镁质浇注料性能的影响

为了研究97%SiC200~#等量代替镁砂200#对镁质浇注料性能的影响,以97%烧结镁砂、EK951u硅灰和97%SiC200~#为主要原料,制备了镁质浇注料。研究了97%SiC200~#代替量为0%、2%、4%、6%、8%、10%对镁质浇注料性能的影响。结果表明:随着97%SiC200~#加入量的增加,试样经低、中、高温度处理后,体密逐渐减小,显气孔率逐渐增大;低、中温处理后,抗折强度和耐压强度逐渐减小;高温处理后,线变化率逐渐变大;1 450℃,1 h高温抗折强度先增大后减小。当97%SiC200~#加入量为2%时,即可获得较好的综合指标。     

硅微粉对ρ-Al2O3结合莫来石浇注料的影响

以各种粒度烧结莫来石做骨料,以棕刚玉细粉和氧化铝微粉为基质,以ρ-Al2O3微粉为结合剂,制备了莫来石浇注料,研究了不同硅微粉加入量对浇注料性能的影响,并借助XRD、SEM等对其物相和显微结构进行检测.结果表明:随着硅微粉量的增大,浇注料强度呈现先升高后降低的变化规律,高温抗折强度在硅微粉加入量为6％时达到极值.主要原因在于:硅微粉加入适量能形成液相促进烧结,并在基质中形成较多莫来石,提高了高温强度;硅微粉加入过多时,产生过烧结,在试样中产生大量液相并形成较多裂纹,又使得高温抗折强度降低.     

氮气气氛下MgAl2O4/SiC材料的反应性能研究

为了研究氮气气氛下MgAl2O4/SiC材料的反应性能及硅粉的影响,将添加硅粉前后的MgAl2O4-SiC材料在流动氮气中经1600℃保温3h烧成,对烧结后的试样进行XRD、SEM和EDS分析.研究发现:两者材料的主要物相均为镁铝尖晶石、碳化硅、氮化硅.不添加硅粉的试样中生成的氮化硅呈长径比较大的纤维状,其生长过程符合VS生长机制;添加硅粉后的试样中生成的氮化硅根部呈柱状,顶部呈锥状,其生长是LS和VS生长机制共同作用的结果.另外,氮化烧成时MgAl2O4/SiC反应界面层中会发生离子互扩散,可能生成少量堇青石,并且C4-、Al3+、Mg2+较O2-、Si4+具有更大的扩散速度.