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高炉热风炉用低蠕变耐火材料的开发

耐火材料 doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2003.05.012

研究了矾土类型、刚玉种类、莫来石类型以及烧成气氛对Al2O3-SiO2材料蠕变性能的影响,并借助SEM分析了烧后试样的显微结构.结果发现:采用杂质含量高的矾土做原料,试样中产生的玻璃相多,且随杂质含量的增多,玻璃相粘度下降,导致试样的抗蠕变性变差;材料的蠕变性能受显微结构影响,牢固的莫来石网络骨架是制备低蠕变耐火材料的关键;氧化气氛适于Al2O3-SiO2制品的烧结.

关键词: 低蠕变耐火材料 , 蠕变性能 , 热风炉 , 高炉 , 矾土 , 刚玉 , 莫来石 , 烧成气氛

中国耐火原料的新近发展

罗星源 , 孙加林 , 徐国英

耐火材料 doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2003.05.014

介绍了过去几年中国几种主要耐火原料,如矾土基原料(包括电熔刚玉、尖晶石、莫来石)、镁质原料(包括大结晶98电熔镁砂、高铁高钙镁砂、电熔或烧结镁铬砂)和非氧化物材料(包括氮化硅铁、氮化硅)的最新发展,同时讨论了非氧化物结合的新型材料在未来几年的发展趋势.

关键词: 矾土 , 刚玉 , 尖晶石 , 莫来石 , 镁砂 , 镁铬砂 , 氮化硅铁 , 氮化硅 , 耐火材料

SiO2含量对合成铁铝尖晶石的影响

马淑龙 , 李勇 , 李燕京 , 王治峰 , 夏文斌 , 马飞 , 黄朝晖

耐火材料 doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2013.03.001

为了研究以矾土做原料合成铁铝尖晶石时其SiO2成分对合成铁铝尖晶石的影响,以氧化铁粉、α-Al2O3粉和碳粉为原料,分别加入质量分数为0、2％、5％和8％的SiO2粉,在氮气气氛中分别于1 400、1 450、1 500、1 550℃保温4h合成铁铝尖晶石.通过对所合成铁铝尖晶石的烧结性能、物相组成及微观结构进行分析,研究了SiO2加入量对铁铝尖晶石合成及烧结性能的影响.结果表明:氮气气氛下,加入2％(w)SiO2能够促进铁铝尖晶石的合成及烧结；加入大于5％(w)SiO2时,试样的体积密度迅速下降,SiO2与氧化铁生成大量的低熔点液相,Al2O3则以刚玉相存在,反而阻碍铁铝尖晶石相的生成.采用特级矾土为原料合成铁铝尖晶石时,由于矾土中杂质SiO2和TiO2以及R2O的大量存在,导致矾土基铁铝尖晶石的体积密度更低,烧结性能更差,用其制备的方镁石-铁铝尖晶石制品的性能较差.可见,合成铁铝尖晶石以矾土为原料是不合适的.

关键词: 铁铝尖晶石 , SiO2 , 矾土 , 方镁石-铁铝尖晶石砖

矾土基β-SiAlON结合刚玉复合材料抗氧化性能研究

张海军 , 刘战杰 , 钟香崇

耐火材料 doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2005.02.003

研究了1250～1350℃间矾土基β-SiAlON结合刚玉复合材料的氧化行为,并与氧化铝基β-SiAlON结合刚玉复合材料的氧化行为进行了对比.结果表明,1250℃以上,矾土基β-SiAlON结合刚玉复合材料的抗氧化性能优于氧化铝基β-SiAlON结合刚玉复合材料的,材料的氧化属保护型,氧化后表面组成为莫来石和SiO2.建立了该材料氧化前期、中期、后期的动力学模型,表征了其氧化过程,与试验结果基本相符.

关键词: β-SiAlON , 刚玉 , 矾土 , 复合材料 , 抗氧化性 , 氧化动力学

矾土基β-SiAlON结合刚玉-碳化硅复合材料的制备及性能

韩波 , 张海军 , 钟香崇

耐火材料 doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2006.04.006

采用电熔刚玉(≤0.088 mm、≤1 mm和3～1 mm三种粒度)、碳化硅颗粒(3～1 mm)、Al2O3微粉、高铝矾土粉、Al粉和Si粉为原料,通过1500 ℃ 5 h氮化反应制备了矾土基β-SiAlON(z设计值为2)结合刚玉-碳化硅复合材料,研究了碳化硅颗粒加入量(分别为0、10%、20%、30%、40%)、Al2O3微粉加入量(分别为0、1%、3%、5%、7%)和β-SiAlON理论生成量(分别为15%、20%和25%)对复合材料密度、显气孔率和常温强度的影响,以及不同β-SiAlON理论生成量试样的热态抗折强度与温度(400～1400 ℃)的关系,并借助于XRD、SEM和EDS对复合材料进行了相组成和显微结构分析.结果表明:(1)随碳化硅颗粒加入量的增加,复合材料的体积密度下降,显气孔率和常温强度增加,加入30%碳化硅颗粒时,材料的综合性能较好.(2)随Al2O3微粉加入量的增加,复合材料的体积密度增加,显气孔率下降,其加入量以3%为宜.(3)复合材料的热态抗折强度随温度升高而增加,在1000 ℃时达到最高值;1000 ℃以后,强度下降,但在1400 ℃,β-SiAlON理论生成量为20%和25%的矾土基β-SiAlON结合刚玉-碳化硅复合材料的强度仍高于其常温时的强度.其原因是互相交错的柱状β-SiAlON结合相填充在刚玉和SiC骨架的空隙中,起到了增强、增韧的作用.

关键词: 矾土 , β-SiAlON , 刚玉 , 碳化硅 , 复合材料 , 高温强度

β-SiAlON添加量对矾土基浇注料高温力学性能的影响

刘新红 , 叶方保 , 钟香崇

耐火材料 doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2004.03.004

研究了加入β-SiAlON对矾土基超低水泥浇注料高温力学性能的影响.结果表明:加入β-SiAlON能明显提高浇注料试样在1300℃下的热态强度,同时其抗热震性也得到显著改善.产生这些结果的原因是针状和纤维状的β-SiAlON细晶穿插或填充在基质的刚玉骨架结构中,起着强化和增韧作用,有利于提高试样的高温强度和抗热震性.

关键词: β-SiAlON , 矾土 , 浇注料 , 超低水泥结合 , 高温力学性能

矾土基莫来石料的工业生产实践

杨中正 , 徐恩霞 , 葛铁柱

耐火材料 doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2007.05.010

以Ⅱ等高铝矾土碎矿(≤3 mm)和煤矸石碎矿(≤3 mm)为原料,按照矾土基莫来石熟料w(Al2O3)=68%～72%的要求,将它们按一定比例混合配制成混合料,接着将混合料湿磨至0.044 mm以均化化学成分,经湿法挤泥成型、烘干后分别在1 550℃、1 600℃和1 700℃煅烧6 h,冷却后测定其显气孔率和体积密度以确定烧结温度.工业生产实践表明:制备矾土基莫来石料适宜的烧成温度约为1 600℃,所得莫来石料的成分均匀、结构均匀、性能稳定.它们的显气孔率≤1.5%、体积密度≥2.81 g·cm-3、荷重软化开始温度为1 610～1 650℃.与实验室结果相比,其烧成温度降低约100℃,且体积密度提高0.06 g·cm-3以上(实验室≥2.75 g·cm-3).这初步验证了采用本工艺制备矾土基莫来石料的工业可行性.

关键词: 矾土 , 煤矸石 , 莫来石 , 工业实践

矾土基β-SiAlON结合刚玉-碳化硅复合材料抗氧化性能的研究

韩波 , 张海军 , 钟香崇

耐火材料 doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2007.03.002

研究了矾土基β-SiAlON (质量分数分别为15%、20%和25%)结合刚玉-碳化硅复合材料在1 100～1 300 ℃间的氧化行为.结果表明:复合材料具有较好的抗氧化性能,其氧化属保护型氧化,原因在于氧化后试样的表面存在着非晶质薄层,在非晶质薄层下又有一氧化致密层,阻止、减缓了O2向复合材料内部的进一步扩散;氧化层中的物相主要为β-SiAlON、碳化硅氧化后生成的莫来石和方石英;在氧化后期,复合材料的表观氧化活化能基本随着β-SiAlON含量的增加而增大,β-SiAlON含量为25%的复合材料的表观氧化活化能高达9 586 kJ·mol-1.

关键词: 矾土 , β-SiAlON , 刚玉 , 碳化硅 , 复合材料 , 抗氧化性