Sialon含量对镁碳及铝-碳化硅-碳耐火材料性能的影响

摘要

Sialon具有硬度高、耐磨性好、热震稳定性和化学稳定性高，并且与其他材料的相容性好等特点，已被成功地应用于SiC耐火材料、刚玉耐火材料和ZrO2耐火材料等方面。随着冶金工业的发展，对耐火材料的要求也越来越高。本实验将Sialon引入到镁碳和铝-碳化硅-碳耐火材料中，期望来改善其性能，延长使用寿命。 在传统工艺配料的基础上，详细研究了添加不同含量的Sialon对镁碳材料的物理性能、抗渣侵蚀性能和抗氧化性能的影响。实验结果表明，在未加和加入质量分数分别为1％、3％、5％和8％的Sialon镁碳试样中，随着Sialon加入量的增加，体积密度、常温抗折强度和耐压强度先增加后减小，当Sialon加入量为3％时镁碳材料达到最佳的物理性能，体积密度为3.08g/cm3，显气孔率为2.05％，常温抗折强度和耐压强度分别为28.56MPa和45.62MPa。采用静态坩埚抗渣实验方法，以碱度为1.2的钢渣为侵蚀剂，结果表明，随Sialon加入量的增加，镁碳材料的侵蚀速率先降低后增加，Sialon加入量为3％时镁碳材料侵蚀速率最低(0.638mm/h)，抗渣侵蚀性能最好。抗氧化实验表明，随着Sialon加入量的增加，氧化深度也随之增加。XRD分析显示，添加Sialon的镁碳材料在1300℃的氧化后的产物主物相是方镁石，形成的新相是镁橄榄石和SiC。 系统的研究了添加不同含量的Sialon对铝-碳化硅-碳材料的物理性能、抗渣侵蚀性能和抗氧化性能的影响。结果表明，在未加和加入质量分数分别为1％、3％、5％和8％的Sialon铝-碳化硅。碳试样中，随着Sialon加入量的增加，体积密度、常温抗折强度和耐压强度先增加后减小，当Sialon加入量为3％时铝-碳化硅-碳材料达到最佳的物理性能，体积密度为3.06g/cm3，显气孔率为4.26％，常温抗折强度和耐压强度为48.21MPa和67.56MPa。采用浸渍抗渣实验方法，以CaCO3、CaF2和NaOH为侵蚀剂，结果表明，随Sialon加入量的增加，铝-碳化硅-碳材料的侵蚀速率先降低后增加，当Sialon加入量为3％时材料的侵蚀速率最低(0.252mm/h)，抗渣侵蚀性能最好。对添加Sialon铝-碳化硅-碳材料的抗氧化实验，可以发现随着Sialon加入量的增加，氧化深度也随之增加。对氧化后的产物XRD分析显示，添加Sialon的铝-碳化硅-碳材料在1350℃的氧化后的主物相是刚玉和SiC，新相由莫来石和方石英组成。

目录

文摘

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第一章前言

1.1 Sialon

1.1.1 Sialon的结构和性能

1.1.2 Sialon的研究状况

1.2石墨

1.2.1石墨的结构及性质

1.2.2分类

1.2.3发展状况

1.3镁砂

1.4刚玉

1.5镁碳砖

1.5.1镁碳砖的性质及生产工艺

1.5.2镁碳砖的应用及发展状况

1.5.3镁碳砖的损毁机理

1.6铝碳砖

1.6.1铝碳砖的性质及生产工艺

1.6.2铝碳砖的应用及发展状况

1.6.3铝碳砖的损毁机理

1.7论文的研究内容和意义

第二章Sialon含量对镁碳材料性能的影响

2.1实验原料

2.2实验过程及实验方法

2.2.1实验设备

2.2.2试样制备

2.2.3材料性能测定

2.3实验结果与分析

2.3.1 Sialon含量对镁碳材料物理性能的影响

2.3.2 Sialon含量对镁碳材料抗渣侵蚀性能的影响

2.3.3 Sialon含量对镁碳材料抗氧化性能的影响

2.4本章小结

第三章Sialon含量对铝-碳化硅-碳材料性能的影响

3.1实验原料

3.2实验过程及实验方法

3.2.1实验设备

3.2.2试样制备

3.2.3材料性能测定

3.3实验结果与分析

3.3.1 Sialon含量对铝-碳化硅-碳材料物理性能的影响

3.3.2 Sialon含量对铝-碳化硅-碳材料抗渣侵蚀性能的影响

3.3.3 Sialon含量对铝-碳化硅-碳材料抗氧化性能的影响

3.4本章小结

第四章结论

参考文献

致谢