TiB_(2)添加量对Si_(3)N_(4)-SiC耐火材料性能的影响

以SiC颗粒和细粉、Si粉为原料,TiB_(2)细粉为添加剂,采用反应烧结法经1400℃保温2 h制备了Si_(3)N_(4)-SiC耐火材料,以期改善它的性能。通过MIP、XRD、SEM等研究了TiB_(2)细粉添加量(加入质量分数分别为0、0.2%、0.4%、0.6%和0.8%)对反应烧结Si_(3)N_(4)-SiC耐火材料致密性、抗折强度、物相组成和显微结构的影响,并分析了致密化机制。结果表明:1)添加适量TiB_(2)有助于提高试样体积密度和高温抗折强度(1200℃),增加≤1μm小孔比例;2)随着TiB_(2)添加量的增加,Si_(2)N_(2)O杂相含量减小,Si粉氮化率提高,Si_(3)N_(4)开始为晶须状,后演变为发育良好的长棒状,最后异常长大;3)致密化机制为:添加少量TiB_(2)可增加SiO气相分压,促进Si_(3)N_(4)晶须遵循气固机制生长;当TiB_(2)添加量为0.6%(w)时,Si_(3)N_(4)在适量高温液相作用下发育为长棒状,形成三维交叉网络结构,继续增加TiB_(2)添加量至0.8%(w),试样中液相再次增多,棒状Si_(3)N_(4)异常长大;4)当TiB_(2)添加量为0.6%(w)时,试样综合性能最佳,其体积密度为2.75 g·cm^(-3),显气孔率为11.6%,常温抗折强度为40.2 MPa,1200℃高温抗折强度为47.4 MPa。

多孔陶瓷材料的制备研究进展

介绍了多孔陶瓷材料的分类、性能和应用,综述了多孔陶瓷的制备方法,并分析了不同制备方法的特点。

碳纳米管增强碳复合耐火材料的研究进展

总结了直接加入碳纳米管法和催化酚醛树脂原位生成碳纳米管法应用在低碳耐火材料中的研究现状,提出了碳纳米管增强碳复合耐火材料目前存在的问题和今后潜在的发展方向。

EPS轻质填料处治平原软基地区路基拓宽工程

平原软基地区高等级公路拓宽时,新老路基间微小的差异变形就会导致产生相关病害。而在相关处治措施中,轻质填料法是较为合适的一种。EPS(发泡聚苯乙烯)填料,具有超轻质、耐压、耐水、抗老化等特点。理论分析和工程验证均表明,采用EPS填筑拓宽部分路堤,对下卧土体的影响深度要明显浅于常规填土路堤,可显著减小拓宽路堤下卧地基土层的侧向位移,大幅度降低新路基的总沉降量,从而大大减小新老路基不协调变形,是平原软基地区高等级公路拓宽时非常有效的处治措施之一。

酚醛树脂在耐火材料中的应用及其研究现状

综述了酚醛树脂在镁碳砖、铝碳砖、中间包干式料、转炉修补料、高炉压入料、高炉无水炮泥等不同类耐火材料中的应用及其研究现状;并针对酚醛树脂在耐火材料应用和及其研究中存在的问题及缺陷指出,利用催化反应改善树脂残炭的结构与性能,以及合成新型的网络互穿的高性能树脂,是酚醛树脂作为含碳耐火材料用结合剂的研究热点和发展方向。

硅酸锆粒度对氧化硅基型芯性能的影响

以不同粒度的硅酸锆粉为矿化剂原料,研究原材料粒度及其分布对氧化硅基陶瓷型芯性能的影响。采用数学计算和实际实验验证相结合的方法,确定了最佳硅酸锆粉粒度分布特征。D50为19.6μm的硅酸锆粉作为矿化剂,在1190℃下焙烧型芯的收缩为0.83%,显气孔率为27%,室温强度为27.1 MPa,高温挠度(1550℃×0.5 h)为0.4 mm。

用菱镁矿碎矿生产烧结镁砂的试验研究

为了提高菱镁矿资源的有效利用率，将块度小于20mm的废弃菱镁矿碎矿分别破碎成粒度5～3、3—1和≤1mm的颗粒和≤O．088mm的细粉，分别与5％（w）的轻烧镁粉（≤0．088mm）和4％（w，外加）的结合剂混合，经压球、高温（1800℃）煅烧等工序制成烧结镁砂，通过研究菱镁矿碎矿粒度配比、结合剂种类（分别为MgCl2溶液、纸浆废液和水）和成型压力（分别为45、135、225、250和300MPa）对煅烧或烘干后试样致密度的影响。结果表明：将菱镁矿碎矿破碎成≤0．088mm的细粉，与轻烧镁粉按95：5的质量比配料，采用MgCl2溶液与纸浆废液按3：1质量比混合的复合结合剂，按250MPa成型压力压球后，在1800℃保温5h煅烧制备的烧结镁砂，理化指标达到了国标中MS96牌号烧结镁砂的要求。

通过硝酸镍催化热解酚醛树脂制备碳纳米管

以硝酸镍为催化剂前驱体，通过催化热解酚醛树脂的方法制备了碳纳米管；采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和透射电子显微镜研究了热解温度和催化剂用量对碳纳米管合成的影响。结果表明：热解温度为400℃时，添加质量分数为0．75％镍的酚醛树脂热解产物中无碳纳米管生成；温度在600-1000℃时，碳纳米管的生成量及长径比均随温度的升高先增后降，最佳生长温度为800℃；在800℃热解时，随着镍添加量的增加，碳纳米管的生成量和长径比均先增大后减小，最佳添加量为酚醛树脂质量的0．75％，此时碳纳米管的直径为30-60nm，长度可达几十微米。

320t混铁车用衬砖的粘渣机理

以大型混铁车用Al2O3-SiC-C砖和红柱石-氧化铝-SiC砖为对象,研究使用后材料粘渣的过程和原因,提出Al2O3-SiC-C质罐衬砖由于C的氧化和砖本身的气孔较大,使材料容易粘渣。红柱石-氧化铝-SiC砖由于没有C氧化,同时材料内只有微小气孔、没有较大气孔,能够有效地解决罐车的粘渣问题,红柱石-氧化铝-SiC罐衬砖的实际使用寿命比Al2O3-SiC-C砖延长30%以上。

β-Sialon结合刚玉耐火材料的合成

本研究对βＳｉａｌｏｎ结合刚玉的合成反应进行了热力学分析。并通过改进合成工艺，制备出了氮含量为８．０％，气孔率１３．４％，体积密度３．０４ｇ·ｃｍ－３，耐压强度１６４．８ＭＰａ的试样。试样的ＸＲＤ分析表明，其主晶相为刚玉和βＳｉａｌｏｎ，杂质相含量很少。ＳＥＭ分析显示，试样的结构致密。

NiO对白云石烧结性能的影响

以天然白云石为原料,采用二步煅烧工艺,研究了NiO对白云石烧结性能的影响,并采用扫描电子显微镜和X射线衍射仪对试样进行分析。研究结果表明:NiO添加到白云石中,高温烧结后,NiO完全固溶到MgO晶格中,改变MgO晶格常数,导致MgO晶格畸变,促进白云石的烧结。烧结温度为1600℃,无NiO添加剂时,白云石熟料的体积密度为3.30 g/cm3,显气孔率为3.4%,MgO晶粒尺寸为3.26μm。当NiO添加量为0.75%时,白云石熟料的体积密度提高到3.33 g/cm3,显气孔率为2.7%,MgO晶粒尺寸达到3.54μm。

MgO加入量和烧成温度对镁橄榄石材料物相组成和性能的影响

在镁橄榄石细粉中加入不同含量的电熔镁砂,以树酯为结合剂,在不同温度下进行烧成,制备镁橄榄石耐火材料。对烧成制品的物相组成、显气孔率、体积密度和常温耐压强度进行检测,研究不同电熔镁砂含量和烧成温度所制镁橄榄石的物相组成和性能。结果表明,随着镁砂含量的增加,镁橄榄石耐火材料的显气孔率逐渐增大;随着烧成温度的提高,镁橄榄石耐火材料的显气孔率逐步降低,有利于加速其合成。

镁铁铝复合尖晶石砖抗水泥熟料和抗碱盐侵蚀性能研究

为分析水泥窑用镁铁铝复合尖晶石砖的侵蚀机制,对经高温烧成的商品高铁镁砂-镁铝尖晶石砖、方镁石-铁铝尖晶石砖和镁铝尖晶石砖分别进行了1 450℃4 h的抗碱盐和抗水泥熟料侵蚀试验,并对侵蚀后试样进行了SEM扫描电镜和EDS物相分析。结果表明:高铁镁砂-镁铝尖晶石砖的抗碱盐侵蚀性和抗水泥熟料侵蚀性均最好,方镁石-铁铝尖晶石砖次之,镁铝尖晶石砖相对较差。这是因为高铁镁砂-镁铝尖晶石砖结构最为致密,体系中Fe元素以固溶体的形式存在,高温烧成时结构稳定,没有像方镁石-铁铝尖晶石砖中二次尖晶石的形成和Fe元素的变价带来的微裂纹,没有Fe元素的扩散造成的孔洞,使得碱蒸气不易渗入;体系中的Fe元素与水泥熟料反应生成高黏度的铁酸钙和铁酸铝相,阻止了水泥熟料的进一步渗透。

SiO_2纳米孔隔热材料的研究进展

概述了SiO2纳米孔隔热材料的隔热原理、隔热效果以及制备工艺的研究进展,并介绍了其应用前景。气相法SiO2纳米粉末基隔热材料因具有原料简单易得,制备工艺相对简单,可规模化制备等优势,有望替代SiO2气凝胶隔热材料在工业、民用、军工等领域得到应用。

ZrO2-Al2TiO5复相材料的抗热冲击性能

以不同粒径的部分稳定ZrO_2(partially stabilized zirconia,PSZ)粉体为原料,采用共沉淀法包覆Al_2TiO_5纳米颗粒层,经高温烧结制备了高强度低膨胀的ZrO_2-Al_2TiO_5复相材料。研究了原料粒径、Al_2TiO_5含量、烧成温度对复相材料的烧结性能、相组成、显微结构以及抗热冲击性能的影响。结果表明:随烧成温度的提高,PSZ各粒径样品的显气孔率呈逐步减小的规律,抗折强度呈逐步增大的趋势。随样品中纳米Al_2TiO_5含量的增加,单斜氧化锆到四方氧化锆的相交温度不断降低。在1500℃烧结的、Al_2TiO_5含量为5%(质量分数,下同)、ZrO_2f平均粒径为0.8μm)的样品,其显气孔率最小,为6.29%;抗折强度最大,为53.14MPa;室温到1 100℃急冷急热冲击20次后,样品仍保持完整,仅在表面出现轻微剥落,抗热震性能明显高于其他样品。

SiC复相多孔陶瓷的研究进展

综述了近年来SiC多孔复相陶瓷的最新研究成果,着重总结了氧化物(SiO_2、莫来石、堇青石)和非氧化物(SiC、Si_3N_4、SiOC)为结合相的SiC多孔复相陶瓷的研究进展,并对今后SiC多孔复相陶瓷的研究方向和重点进行了展望。

SiO_2含量对合成铁铝尖晶石的影响

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4 h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。

纳米ZnO或纳米Y2O3对熔融石英陶瓷烧结性能的影响

以高纯熔融石英粉为原料,分别加入相对于熔融石英粉质量1%、2%和3%的纳米ZnO或纳米Y2O3,经50 MPa压力成型后,在还原气氛中,于1 300、1 350和1 400℃保温1 h煅烧后,测定试样的显气孔率和常温抗折强度,并采用SEM分析试样的断口形貌。结果表明:引入纳米ZnO或纳米Y2O3可以明显地促进熔融石英陶瓷的烧结,纳米ZnO可大大提高熔融石英陶瓷材料的抗折强度并显著降低其显气孔率,纳米Y2O3作为熔融石英陶瓷助烧结剂的最佳加入量(w)为2%。

蓝晶石含量对轻质莫来石-刚玉浇注料显微结构与性能的影响

为了改善含球形莫来石轻骨料的轻质莫来石-刚玉浇注料的体积稳定性及抗热震性,以球形莫来石轻骨料(≤1、1~2和3~4 mm)、板状刚玉细粉(≤0.074 mm)、广西白泥(≤0.045 mm)、Secar 71水泥(≤0.088mm)和蓝晶石(≤0.5 mm)为主要原料,研究了蓝晶石含量(加入质量分数分别为0、4%、6%、8%、10%和12%)对轻质莫来石-刚玉浇注料显微结构与性能的影响。结果表明:经1 500℃热处理后,随着蓝晶石含量增加,试样由显著收缩变为显著膨胀,体积密度减小,显气孔率增大,常温强度降低;基质中小气孔含量(≤10μm)逐渐减小,大气孔孔径及含量逐渐增大;抗热震性先变好后变差。综合考虑各项性能,蓝晶石含量为6%(w)试样的综合性能最佳:体积密度为1.96 g·cm^(-3),显气孔率为37.1%,常温抗折强度为10.8 MPa,常温耐压强度为43.8 MPa,加热永久线变化率为0.07%,弹性模量保持率为42.9%,800℃热导率为0.60 W·(m·K)^(-1)。