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Si粉对矾土-氮化硅复合材料"自阻碍氧化"能力的影响

耐火材料 doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2009.06.007

以高铝矾土和氮化硅为主原料,二氧化硅微粉、高铝水泥、α-Al2O3微粉等为辅助原料,Si粉为添加剂,外加定量的水和分散剂配制成70%(质量分数,下同)高铝矾土和10%氮化硅的矾土-氮化硅浇注料,并利用回转抗渣试验研究了不添加与外加2%和4%的Si粉对矾土-氮化硅浇注料抗高炉渣(碱度为1.3)侵蚀性能的影响.结果表明,添加Si粉明显改善其抗侵蚀性能,而且随添加量的增加,侵蚀指数显著降低.分析认为:1)矾土一氮化硅材料中非氧化物材料在表层的氧化和相继形成的SiO(g)在表层的沉积,使表面形成致密层,使材料具有"自阻碍氧化"能力;2)Si3N4氧化时,不论是生成SiO2还是SiO气体,均伴随着N2的生成和逸出,不利于材料表层致密度的提高;3)Si的存在不仅增加SiO的生成量,而且消除了N2的生成和排出,大大提高了表层的致密度,显著改善了复合材料的"自阻碍氧化"能力和抗渣铁侵蚀性能.

关键词: 氧化物-非氧化物 , 矾土-氮化硅 , 自阻碍氧化 , 抗侵蚀性

莫来石加入量和烧成温度对红柱石耐火材料性能的影响

张积礼 , 王林俊 , 马小军 , 宋林喜

耐火材料 doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2004.04.023

关键词:

空气气氛中烧成Si3N4-SiC复合材料的性能、相组成和显微结构

吴宏鹏 , 任颖丽 , 王林俊 , 孙加林 , 洪彦若

耐火材料 doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2005.04.003

以氮化硅细粉(粒度＜0.088 mm,w(β-Si3N4)＞95%)、碳化硅(w(SiC)＞98%,粒度分别为2.8～0.9mm、0.9～0.15 mm、＜0.115 mm和＜0.063 mm四级)、硅粉(粒度＜0.045 mm,w(Si)＞98%)和硅灰(w(SiO2)=98.3%)为原料,以木质素磺酸钙水溶液作成型结合剂,采用150 MPa的压力成型为65 mm×114 mm×230mm的Si3N4-SiC、Si3N4-SiC-Si和Si3N4-SiC-SiO2三种试样.在空气气氛中,以50℃·h-1的升温速度升至800℃保温4 h,再升至1450℃保温2 h,自然冷却至室温后,测定烧成后试样的常温耐压强度、常温抗折强度、1400℃下的高温抗折强度、显气孔率、体积密度和残氮率,并采用XRD、SEM和EPMA等手段分析烧后试样的相组成和显微结构.结果表明:3种试样在空气气氛中烧成后的高温(1400℃)和常温抗折强度都比较高,显气孔率都比较低,而耐压强度则以Si3N4-SiC试样的最高;烧成后试样中心区域的残氮率以Si3N4-SiC-Si试样的最高,Si3N4-SiC-SiO2试样的次之,Si3N4-SiC试样的最小;在空气气氛中烧成后,Si3N4-SiC试样中的Si3N4分解较多,SiC-Si3 N4-Si试样的表面和内部都明显含有单质Si,SiC-Si3N4-SiO2试样表面区域的Si2N2O晶体发育很好,而内部区域的晶体发育较小.

关键词: 氮化硅 , 碳化硅 , 复合材料 , 空气气氛 , 烧结性能 , 相组成 , 显微结构

我国矾土基均质料的发展现状及其在不定形耐火材料中的应用

王林俊

耐火材料 doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2012.03.017

介绍了我国矾土基均质料的研究与生产现状,并结合本公司近年来的研究成果和生产经验总结了其在不定形耐火材料中的应用,指出了我国矾土基均质料目前存在的不足,同时提出了矾土基均质料未来发展和应用的方向.

关键词: 矾土基均质料 , 发展现状 , 不定形耐火材料 , 生产应用

Al和Si对MgO-Si3 N4复合材料强度和显微结构的影响

王林俊 , 陈开献 , 孙荣国 , 孙加林 , 洪彦若

耐火材料 doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2004.06.014

以电熔镁砂、氮化硅与Al或Si为原料,制备的试样经1400℃烧后制成了MgO-Si3N4复合材料,研究了金属Al或Si对MgO-Si3N4复合材料强度的影响.发现Al或Si的加入均可显著提高MgO-Si3N4复合材料的常温耐压强度和高温抗折强度(1400℃).然后借助SEM和EDAX等手段研究了加入4%Al或Si的MgO-Si3N4复合材料的显微结构,揭示了金属Al和Si的增强作用机理:体系中的Al转化为晶须状的氮氧化物,起纤维增韧作用;体系中的Si转化为粒状或絮状的氮化硅,起颗粒增强作用.

关键词: MgO-Si3N4复合材料,金属过渡塑性相,Al粉、Si粉,显微结构,强度

钢包用MgO-Si_3N_4复合耐火材料抗渣性能

王林俊 , 薛文东 , 冯运生 , 孙加林 , 洪彦若 , 王福明

稀有金属材料与工程

为了向洁净钢冶炼提供一种无碳的精炼钢包渣线用材料,将MgO/Si_3N_4复合耐火材料应用于精炼钢包渣线是一项有意义的探索.借助SEM和EDAX等手段研究了MgO/ Si_3N_4复合材料在精炼钢包渣线使用后反应带和渗透带等不同部位的微观结构.结果表明,MgO/ Si_3N_4复合耐火材料具有良好的抗渣渗透性.其损毁特征是:表层氮化硅氧化造成反应层疏松,使炉渣易于侵入并形成浮游颗粒而溶损.然而氧化产物SiO_2阻塞气孔通道,阻止反应的继续进行,氧化产物SiO气体在距渣层与反应层界面约1 mm处继续氧化成SiO_2固体沉析而形成Si的富集层,生成M_2S(2MgO·SiO_2),体积膨胀,进一步阻碍渣的渗透,使得形成的渗透层较薄.不像含碳耐火材料,碳氧化为气体,反应通道将继续留下.

关键词: MgO-Si_3N_4复合材料 , 抗渣性 , 显微结构 , 钢包

MgO-Si3N4-Al(Si)复合材料高温强度和显微结构

王林俊 , 孙荣国 , 吴宏鹏 , 孙加林 , 洪彦若 , 王福明

稀有金属材料与工程

研究了金属Al和Si对MgO/Si3N4复合材料高温强度的影响.得出Al和Si的加入可显著提高MgO/Si3N4复合材料的常温耐压强度和高温抗折强度.借助SEM和EDAX等手段研究了加入Al和Si后MgO/Si3N4复合材料的微观结构,揭示了金属Al和Si的增强作用机理:体系中的Al转化为纤维状的氮氧化物呈纤维增韧;体系中的Si转化为粒状或絮状的氮化硅,从而起粒子弥散增强作用.

关键词: MgO-Si3N4-Al(Si)复合材料 , 金属过渡塑性相 , 显微结构 , 高温强度

石墨微粒对MgO-MgO·Al2O3-C浇注料性能的影响

宋林喜 , 王林俊 , 张积礼

耐火材料 doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2004.02.006

为解决石墨的亲水性,通过添加抗氧化剂,采用造粒法制备了亲水性好的石墨微粒.用其制备MgO-MgO·Al2O3-C浇注料,获得较满意的流动性,其常温和高温强度较好,且抗渣的侵蚀性和渗透性均十分理想.通过试验,可以找到适合钢包渣线使用的浇注料.

关键词: 石墨微粒 , 抗氧化剂 , MgO-MgO·Al2O3-C浇注料 , 流动性 , 抗渣性

β-Si3N4对MgO-C砖高温性能的影响

王林俊 , 孙加林 , 洪彦若

耐火材料 doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2003.02.010

研究了β-Si3N4对镁碳砖高温性能的影响及其作用机理.研究表明:由于β-Si3 N4呈针状结构,热膨胀系数低,对多数熔渣和金属的润湿性小,加入β-Si3N4的镁碳砖,其高温抗折强度提高,热膨胀率降低,抗渣侵蚀性提高;另外,在反应层与原砖层之间发现有富硅层形成,这有利于抑制石墨和氮化硅的氧化以及渣的渗透.

关键词: β-Si3N4 , MgO-C砖 , 抗氧化剂 , 高温性能