石凯
,
罗焰
,
钟香崇
耐火材料
doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2007.02.005
在板状刚玉颗粒、板状刚玉细粉、α-Al2O3微粉和石墨含量(质量分数,下同)分别为65%、27%、6%和2%的Al2O3-C材料中,分别以5%、8%和11%的Al粉或Al-Si复合粉(8%Al+1.5%Si和8%Al+3%Si)替代等量的板状刚玉细粉,外加3.5%的热固性树脂混练均匀,成型后于800 ℃埋炭热处理3 h.在埋炭条件下检测试样400～1 400 ℃的热态抗折强度、200～1 400 ℃的应力-应变、常温～1 500 ℃的热膨胀率以及试样的抗热震性和抗氧化性,并对部分试样进行了XRD、SEM和EDS分析.结果表明:(1)随着温度的升高,试样的热态抗折强度表现出先降低,后快速升高,最后慢速升高的变化趋势;温度≥1 000 ℃时,试样的热态抗折强度随Al粉加入量的增多而提高;在加入Si粉后,试样的热态抗折强度进一步提高.(2)试样在低温时即产生塑性变形,一直到1 400 ℃仍处于塑性变形阶段.(3)试样的抗热震性随Al粉加入量的增多而提高,在加入Si粉后继续小幅提高.(4) 试样的抗氧化性随Al粉加入量的增加而提高,加入Si粉后由于形成致密的氧化层结构,抗氧化性进一步提高.
关键词:
Al粉
,
Si粉
,
Al2O3-C材料
,
抗折强度
,
应力-应变
,
热膨胀率
,
抗热震性
,
抗氧化性
赵飞
,
朱伯铨
,
李享成
,
朱越男
耐火材料
doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2013.02.009
为了改善低碳Al2O3-C滑板的高温力学性能,在质量分数65％的电熔白刚玉颗粒、25％的白刚玉细粉、6％活性α-Al2O3粉、4％的石墨+炭黑、外加4％酚醛树脂的滑板配料中,分别以3％(w)的Al粉或Si粉或3％(w)Al粉+3％(w)Si粉等量替代白刚玉细粉,混匀后在150 MPa下压制成140 mm×25 mm x25 mm的试样,经200℃24h干燥,1 400℃埋焦炭处理3h后,检测其高温抗折强度和抗热震性,并分析物相组成及显微结构.结果表明:单加Al粉的试样高温抗折强度高于单加Si粉的,但前者热震后残余抗折强度比后者低；与单加Al粉或Si粉的试样相比,同时加Al粉和Si粉的试样具有更高的高温抗折强度和更优的抗热震性.力学性能的变化与试样中原位生成的非氧化物相密切相关:在单加Al粉或Si粉的试样中分别有棒状AlN晶须或纤维状SiC晶须生成；而同时加Al粉和Si粉的试样中除了有AlN晶须和SiC晶须生成外,还原位生成了六角板状的SiAlON相,并相互交织在一起.
关键词:
Al粉
,
Si粉
,
Al2O3-C滑板
,
高温力学性能
,
显微结构
滕国强
,
张晖
,
王金相
耐火材料
doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2008.06.007
以w(Al2O3)=99.48%的板状刚玉细粉和颗粒料(粒度为5～3、3～1和≤1 mm)、w(Al2O3>)=99.15%的α-Al2O3微粉、w(Cr2O3):99.62%的Cr2O3微粉为主要原料,研究了在氧化气氛下1 500℃保温3 h处理后Al粉(加入量(w)分别为3%、6%、9%、12%、15%)和Si粉(加入量(w)为3%)复合加入时对铬刚玉质材料显微结构的影响.结果表明:经过1 500℃保温3 h处理后,Al粉和Si粉的引入改变了材料的结构,使材料的边缘部位结构致密,中心部位结构疏松.在试样表层,Si氧化生成SiO2,SiO2与Al2O3反应生成莫来石,产生体积膨胀,封闭了材料表面的气孔;同时,Al粉原位反应生成了活性较大的Al2O3,并与Cr2O3反应生成铝铬固溶体,使材料烧结更致密,阻止了O2的进入,使材料内部缺氧,于是材料中心部位的Al、Si不能被氧化,Al把Cr2O3中的Cr置换出来,一部分Cr与Si生成金属间化合物Cr5Si3,另一部分则以单质Cr的形态存在于材料中.
关键词:
Al粉
,
Si粉
,
铬刚玉质材料
,
显微结构
刘新红
,
钟香崇
耐火材料
doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2013.01.002
以板状刚玉、α-Al2O3微粉、石墨、Al粉、Si粉为原料,固定板状刚玉、α-Al2 O3微粉、石墨的加入质量分数分别为85％、5％、2％,加入8％(w)不同比例的Al粉和Si粉(Al、Si质量比分别为0∶8、5∶3、3∶5和8∶0),以酚醛树脂为结合剂,制备了低碳Al2O3-C滑板,并研究了该滑板材料于1 500℃保温3h埋石墨热处理后的热态抗折强度、应力-应变关系和抗热震性,同时分析了其物相组成和显微结构.结果表明,此低碳Al2O3-C滑板材料具有较高的高温强度和优良的抗热震性:当Al、Si质量比从0∶8变为8∶0时,材料在1 400℃的高温抗折强度从10.4 MPa增至32.4 MPa;在6.5 MPa载荷下1 400℃时的最大变形量从215 μm降至90 μm;1 100℃(≒)风冷热震3次后的抗折强度保持率从80％降至65％.这是由于Al、Si在使用的高温下与C、CO和N2反应生成了非氧化物Al4C3、AlN和SiC,这些非氧化物填充在刚玉骨架结构中起增强、增韧作用,有利于提高低碳Al2O3-C滑板材料的高温力学性能.
关键词:
低碳Al2O3-C滑板
,
高温力学性能
,
Al粉
,
Si粉
,
氧化物-非氧化物复合材料
汪贤
,
朱伯铨
,
李享成
,
马铮
,
魏莹
耐火材料
doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2014.02.004
在以电熔镁砂和鳞片石墨为主原料，热固性酚醛树脂为结合剂制备的MgO-C材料中，为了避免酚醛树脂炭化后产生的碳脆性大、石墨化难且抗氧化性差等不足，研究了单独添加2％（w）的球状Ni粉以及同时添加2％（w）的球状Ni粉和7．5％（w）的Al粉对MgO-C材料基质中次生碳显微结构的影响。结果表明：添加球状Ni粉的酚醛树脂炭化后有大量的碳晶须生成；仅添加球状Ni粉的MgO-C试样经不同温度热处理后，生成的物相均以碳微球的形式存在，随着热处理温度的升高，碳微球变化并不明显；同时添加Al粉和球状Ni粉的MgO-C试样经1000℃热处理后开始有碳晶须生成，碳晶须的直径约0．4～0．5μm，长度3～4μm，随着热处理温度的升高，碳晶须的生成量逐渐增加。
关键词:
MgO-C耐火材料
,
球状Ni粉
,
Al粉
,
次生碳
,
碳晶须
岳卫东
,
钟香崇
耐火材料
doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2007.02.004
采用大试样高温热重分析仪研究了不烧Al-Si复合低碳Al2O3-β-SiAlON材料(MAC-F)的抗氧化性,并与Al-Si复合不烧铝碳滑板材料(MAC-S)进行了比较.结果表明:(1)两种材料在250～1 100 ℃氧化时的质量变化规律相似,在500 ℃以前均处于质量损失状态;从500 ℃开始试样处于质量增加状态,500～1 100 ℃之间两种材料质量变化率的增加量差别不大;1 100 ℃以上材料MAC-S的质量变化率的增加量明显提高,而材料MAC-F质量变化率的增加量稍有降低.(2)1 500 ℃氧化后,材料MAC-F质量增加率明显低于材料MAC-S的,氧化层很薄,厚度仅0.5 mm.材料MAC-F的氧化层中有较多的短柱状莫来石晶体,均匀地分布在刚玉骨架结构的空隙中,形成致密的结构,对氧气进入材料的内部起到了阻碍作用.其氧化层表面覆盖着一层由莫来石和少量玻璃相组成的光滑薄膜,更有效阻碍了氧气向内部的渗透.因此,材料MAC-F与材料MAC-S相比,抗氧化性能更为优异.
关键词:
矾土基β-SiAlON
,
Al粉
,
Si粉
,
低碳Al2O3-β-SiAlON材料
,
抗氧化性
,
显微结构
刘新红
,
叶方保
,
钟香崇
耐火材料
doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2008.02.003
以电熔白刚玉、α-Al2O3微粉、Si粉、Al粉为原料,在普通刚玉砖的配料中分别加入5%(质量分数,下同)和8%的Si粉或7%(Si)+1%(Al)、5%(Si)+3%(Al)和3%(Si)+5%(Al)的Si-Al复合粉,以树脂为结合剂,在150 MPa下成型为25 mm×25 mm×125 mm的5组试样,经150 ℃ 24 h固化后,在埋炭条件下于1 500 ℃保温3 h烧成,冷却后在空气中进行常规热重分析和大试样热重分析,测量氧化后试样剖面的氧化层厚度和氧化面积百分数,并进行了相应的XRD和SEM分析.结果表明:1)原位合成的刚玉-SiC-SiAlON试样的氧化属于保护性氧化;2)随着Si粉加入量的增加,试样的抗氧化性增强;随着Al粉的加入及其加入比例的增大,试样的抗氧化性减弱.
关键词:
Si粉
,
Al粉
,
刚玉-SiC-SiAlON材料
,
抗氧化性
周颖
,
赵瑞霞
,
叶国田
,
马红红
,
张宗涛
耐火材料
doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2014.03.006
为了研究添加Al粉对自蔓延高温合成β-Mo（Si，Al）2的影响，以Si、Mo 和Al粉为原料，按照化学式Mo（Si1-xAlx）2（x分别取0、0．1、0．2、0．3、0．4，即Al取代Si物质的量依次为0、10％、20％、30％、40％）配料，采用自蔓延高温合成制备了不同Al含量的β-Mo（Si，Al）2，并利用X射线衍射仪和扫描电镜对合成产物进行了相组成和产物形貌分析。结果表明：Al的加入有利于自蔓延反应进行得更加完全，在自蔓延过程中，Al进入到MoSi2晶格中，发生 Al、Si 取代，当 Al 取代 Si 物质的量达到40％时，仍能实现 Al 的合金化，生成高温相β-Mo（Si，Al）2，并且随着Al的添加会使自蔓延合成产物的晶格发生严重变形。通过SEM观察发现：加入Al粉的合成产物形貌都呈现出小颗粒的聚集状态，且小颗粒为球形或接近等轴状，颗粒平均粒径为2～5μm，说明自蔓延合成产物的形貌继承了Mo粉的原始形貌，而与Al粉加入量没有明显关系。
关键词:
β-Mo(Si,Al)2
,
MoSi2
,
自蔓延合成
,
合金化
,
Al粉
孙铭成
,
马成良
,
钟香崇
耐火材料
doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2010.06.006
以烧结镁钙砂、电熔镁砂和铝粉为原料,热塑性无水树脂为结合剂,混练后在180 MPa压力下成型,经200℃12 h烘烤后,制备了树脂结合MgO-CaO材料试样,并研究了Al粉加入量(质量分数分别为0、2%、4%、6%)对试样的常温物理性能、高温抗折强度和抗热震性的影响及其与物相组成和显微结构的关系.结果表明:加入Al粉后,试样的高温抗折强度(1 400 ℃)显著提高,从未加Al粉时的5.6 MPa提高到17.7～31.6 MPa;抗热震性保持较好的水平,1 100 ℃风冷3次后的抗折强度保持率为66%～88%.这类材料具有良好高温力学性能的原因为:试样中Al粉在埋焦炭加热过程中与C和N2反应,原位生成的AlN和Al4C3填充、穿插在方镁石或方钙石结构中,起到增强、增韧的作用,提高了材料的高温力学性能.
关键词:
MgO-CaO材料
,
Al粉
,
高温抗折强度
,
抗热震性
,
显微结构
