郝洪顺
,
徐利华
,
尹航
,
蔡美峰
,
仉小猛
,
张作顺
,
杨增朝
耐火材料
doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2010.02.015
为了提高高炉非金属冷却壁用Al2O3-SiC质浇注料的抗渣性,在其中引入人造石墨,研制了高炉非金属冷却壁用Al2O3-SiC-C质浇注料,着重研究了六偏磷酸钠(SHP)、聚丙烯酸钠(PAANa)、萘系减水剂(NTD)和Skip Liquid型减水剂(SL)4种分散剂及其加入量对这种含碳浇注料流动性、耐压强度、体积密度和显气孔率的影响以及碳(人造石墨)的添加量对浇注料试样的耐压强度、体积密度、显气孔率和抗渣性能的影响.结果表明:1)分散剂SL的效果最好,其最优外加量为0.2%;2)人造石墨添加量为5%时,浇注料试样的抗渣性能和烧后耐压强度达到最优,综合性能最佳.
关键词:
高炉
,
非金属冷却壁
,
Al2O3-SiC-C浇注料
,
抗渣性
郝洪顺
,
徐利华
,
仉小猛
,
杨剑英
,
郭玉娟
,
张作顺
,
李兴旺
稀有金属材料与工程
以大量的固体废弃物金属尾矿和天然的可再生资源黄河泥沙为主要原料,利用炭黑作还原剂,采用碳热还原氮化法合成了Ca-α-Sialon/SiC复相陶瓷粉.用X射线衍射法测定产物相组成及相对含量,研究了合成温度和保温时间对反应过程的影响.结果表明:合成温度对Ca-α-Sialon/SiC陶瓷粉体的合成过程影响显著,随着合成温度升高,产物中Ca-α-Sialon相含量增大,1580 ℃时Ca-α-Sialon相含量达最大.保温时间对产物相组成的影响不十分显著,但较长的保温时间可以使还原氮化反应进行得更充分,保温8 h的试样中Ca-α-Sialon相含量达到了81%.合成过程中SiO的挥发导致试样较大的质量损失,且随着合成温度的升高和保温时间的延长而增大.
关键词:
金属尾矿
,
黄河泥沙
,
Ca-α-Sialon/SiC
,
碳热还原氮化
郝洪顺
,
徐利华
,
仉小猛
,
刘明
,
扶志
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2008.00955
以氮化硅粉末为原料, 采用水溶性胶态成型工艺制备高耐磨氮化硅陶瓷. 采用正交设计的方法来优化制备高品质注浆料, 并研究了掺杂分散剂后Zeta电位的变化. 同时, 还对氮化硅陶瓷烧结体的显微结构、力学性能和耐磨性能进行了研究. 结果表明: 当氮化硅浆料中固相体积分数为45%时, 可制得体积密度较高的精细氮化硅陶瓷材料, 断裂韧性可达7.21MPa·m1/2, 硬度为9.30GPa. 通过抗耐磨损实验研究表明: 干摩擦条件下, 氮化硅陶瓷发生了晶粒脆性断裂和脱落; 水润滑条件下, 摩擦表面产生了氢氧化硅 反应膜, 降低了磨损, 主要是化学腐蚀磨损.
关键词:
氮化硅
,
colloidal process
,
wear mechanism
,
orthogonal design
刘明
,
徐利华
,
邸云萍
,
仉小猛
,
郝洪顺
硅酸盐通报
本文利用热力学分析了铁尾矿中主体元素可能发生的反应并对生成的产物进行了预测.理论分析表明,尾矿中Fe3O4和FeTiO3的还原是逐级进行的,虽有中间产物的产生,但随温度的升高,最终转化为Fe3Si和Ti(C,N),这为合成制备Fe-Si-Ti多相材料提供了理论基础.在热力学分析的基础上,采用碳热还原氮化法制备了Fe3Si-Ti(C,N)多相材料,并借助XRD和SEM对烧结体的物相和显微形貌进行了表征.结果表明,1300℃以上时,产物的主晶相为Fe3Si和Ti(C,N),与热力学分析结果吻合.通过SEM分析可知,生成的Ti(C,N)相富集在Fe3Si相的周围,形成一种高硬度、耐磨、抗腐蚀的复合材料,表明这是一条从废弃尾矿制得良好的耐磨材料的绿色工艺.
关键词:
铁尾矿
,
Fe3Si-Ti(C,N)多相材料
,
反应热力学
,
碳热还原法
仉小猛
,
徐利华
,
郝洪顺
,
杨剑英
,
何芳
材料导报
以高硅铁尾矿为主要原料,利用碳热还原法合成了SiC粉体.分析了合成过程的反应机理,探讨了配碳量和合成温度对合成过程的影响.结果表明,最终产物中β-SiC为主晶相,Fe_xSi_y为次晶相;影响合成SiC粉体最主要的因素是配碳量,其次是反应温度;在保证配碳过量的情况下,保温时间和氩气流量对合成产物的影响不是很明显;产物晶粒存在多种几何形状,其中SiC晶粒多以片状、柱状、球状形式存在,并且晶粒表面比较光滑,晶粒的尺寸分布不均匀.合成SiC的最佳工艺参数为:n(C):n(SiO_2)=5,合成温度1500℃,恒温时间8h,氩气流量0.6L/min.
关键词:
高硅铁尾矿
,
SiC粉体
,
碳热还原
申明辉
,
魏连启
,
王书华
,
仉小猛
,
叶树峰
电镀与涂饰
为了减缓海绵铁的高温再氧化,在以含碳球团制备海绵铁的过程中,在含碳球团表面包覆一层约0.25 mm厚的Al2O3-MgO-CaO-SiO2陶瓷料浆作为保护层,研究了有无防护层的海绵铁在制备过程中的金相组织及微观形貌,分析了氧化产物的物相组成,测试了球团的金属化率,考察了包覆层对含碳球团还原过程的影响,探讨了涂层防护含碳球团的还原行为和防护机理.研究结果表明,含碳球团“自还原”过程中表层还原产物FeO在高温下通过塑性变形进入包覆层,并包裹其中的功能组元MgO颗粒,两者发生固溶反应生成主要成分为(MgO)0.239(FeO)0.761的致密层,该致密层可进一步氧化生成内层为“针状”的Fe2.95Si0.05O4、外层为“补丁”状的MgFe2O4尖晶石结构的防护层,防护层的总厚度为0.20 mm,可通过挤压形变处理的方式使其从海绵铁基体上完整剥落.涂层防护改变了海绵铁疏松多孔的氧化皮结构,致密的防护层很好地维持含碳球团内部的还原性气氛,防止生成的海绵铁被高温氧化性炉气二次氧化,在富氧炉况下取得了80％的金属化率(与无防护涂层的含碳球团相比,金属化率提高了59.5个百分点).
关键词:
海绵铁
,
含碳球团
,
再氧化
,
防护
,
陶瓷涂层
刘明
,
高立春
,
徐利华
,
仉小猛
,
王缓
,
王体壮
人工晶体学报
采用山西大同土为主要原料,利用碳热还原氮化法(CRN)制备了β-Sialon材料,并利用SEM、XRD等检测手段对其进行了检测分析.研究了温度、N2流量、保温时间以及配碳量等因素对制备β-Sialon的影响,采用正交设计的方法确定了反应的最佳工艺参数,并在此基础上讨论了α-Si3N4晶种对生成产物的影响.实验结果表明,烧结温度为1500℃,氮气流量为1 L/min,保温时间为2 h,配碳量为0.8化学计量时可以生成较多的β-Sialon相.SEM微观形貌表明具有一定长径比的β-Sialon柱状晶呈均匀分布.此外,加入3%的晶种α-3N4可促使晶粒大小均匀并获得高品质细密结构的粉体.
关键词:
大同土
,
Sialon粉
,
碳热还原氮化法
仉小猛
,
叶树峰
,
徐利华
,
陈运法
,
魏连启
硅酸盐通报
对以铁尾矿为主要原料制备的SiC/FexSiy复合材料进行抗氧化性能实验.变温氧化实验结果表明,复合材料在1000℃下有很好的抗氧化性能,而在1180℃以上氧化明显加剧.随氧化时间的延长,扩散成为控制性环节,表现为保护性氧化.复合材料在整个变温氧化过程中,表现为先失重再增重;1210℃时,增重达到最大值;整个变温氧化过程分为三个阶段:(1)增重阶段;(2)恒重阶段;(3)失重阶段.复合材料的氧化规律服从化学反应控速-混合控速-扩散控速三段模型.通过对复合材料恒温氧化动力学推导,求出材料在不同阶段表观活化能及频率因子,进而可推导出各阶段氧化速度常数k和温度T(K)的经验关系式.
关键词:
SiC/FexSiy复合材料
,
抗氧化性能
,
氧化动力学
郝洪顺
,
徐利华
,
张作顺
,
杨增朝
,
仉小猛
,
谢志鹏
材料导报
以高炉矿渣为原料合成绿色无机材料,不仅为固体废弃物的深度利用提供了一条新的思路,而且为多种无机材料的廉价合成提供了一条新的绿色工艺.在简单介绍高炉矿渣矿物及化学组成的基础上,综述了利用高炉矿渣二次资源合成Sialon、水泥及混凝土、涂料、胶凝材料、矿渣纤维、硅灰石、多孔陶粒、泡沫材料、微晶玻璃、透水砖等绿色无机材料的研究进展,并对其发展前景进行了展望.
关键词:
高炉矿渣
,
固体废弃物
,
二次资源
,
绿色无机材料
