赛隆结合刚玉滑板的性能及使用

赛隆材料在高温下具有良好的化学稳定性和机械性能,热膨胀系数小,抗热震性、抗侵蚀性和抗氧化能力强,是耐火材料、密封圈、轴承、阀体的理想材料,在切削刀具方面也得到广泛的应用.目前,赛隆结合的碳化硅制品正在用于各种窑炉内衬和高温元件上,尤其是用于高炉炉腹和炉身下部之间的内衬,显示出更大的优越性.

Sialon结合刚玉耐火材料的制备

利用天然高岭土通过碳热还原氮化法合成β′-Sialon（Si2Al3O3N5）粉体，并制备出Sialon结合刚玉耐火材料。Sialon结合刚玉耐火材料可在1550～1640℃烧结，烧结体的体积密度为3．10g·cm－3，气孔率21％，抗折强度85．0MPa，900℃冷水淬冷10次制品仍保持原有强度，1350℃空气流中重量增加低于0．30％。

碱金属和锌对高炉用SiAlON结合刚玉砖的复合侵蚀

将高炉用SiAlON结合刚玉砖制成外部尺寸为50mm×50mm,内孔尺寸为25mm×25mm的坩埚,分别加入由Na2CO3、K2CO3、ZnO和宝钢高炉现场高炉灰配制的炉渣(其w(Na2O+K2O)=2.75%,w(ZnO)=5.1%)和用K2CO3、ZnO、石墨配制的炉渣(其w(Na2O+K2O)=25%,w(ZnO)=25%),然后分别在还原气氛下于1350℃16h和1100℃40h进行侵蚀试验。将侵蚀后的试样纵向对称剖开,观察渣对试样的侵蚀和渗透情况,进行SEM和EDAX分析。结果表明:碱金属和锌含量不同的两种炉渣对SiAlON结合刚玉砖的侵蚀速度都很小;碱金属侵蚀机理主要是SiAlON与碱蒸气反应生成钾霞石,与渣反应生成铁橄榄石,并参与硅酸盐玻璃相的生成;刚玉颗粒与渣中的FeO、Na2O和K2O反应生成铁铝尖晶石和少量针状β-Al2O3;锌对该砖没有产生明显的化学侵蚀。

武钢1号高炉大修扩容用赛隆结合刚玉砖的生产与使用

以工业硅粉、氧化铝和棕刚玉为主要原料 ,在氮化炉内烧成 ,生产了赛隆结合刚玉砖 ,其指标和性能达到和超过法国某公司同类产品 ,满足了武钢

Sialon结合刚玉材料凝胶注模成型及其性能

研究了Sialon结合刚玉耐火材料浓悬浮体的流变性能和稳定性能。固相体积分数79%的悬浮体,在中等剪切速率时表现剪切变稀特征,剪切速率10～100s 1范围表现出突出的"切稀"行为,符合凝胶注模成型的要求。计算了在剪切速率10～20s 1范围内的Bingham值为22960Pa,建立的流变模型为:σ=22960+391γ。凝胶注模成型后的坯体具有3 11g/cm3的体积密度和14MPa的抗折强度。烧结材料的物相组成为刚玉和Sialon,六方柱状Sialon晶体发育完整,具有均匀一致的显微结构,性能达到了使用机械成型产品的性能,高温抗折强度提高3 8倍。

β-SiAlON结合刚玉砖的高温力学性能与显微结构

以常用的刚玉砖和低蠕变高铝砖作对比材料，研究了β-SiAION（包括氧化铝基β-SiAlON和矾土基。β-SiAION）结合刚玉砖的高温力学性能、显微结构特征和断裂特征。结果表明：（1）β-SiAION结合刚玉砖在1400℃时的抗折强度是刚玉砖和低蠕变高铝砖的5倍以上，其塑性变形开始温度和粘滞流动开始温度都较刚玉砖和高铝砖的高200～300℃，在相同条件下，其高温蠕变变形率仅为低蠕变高铝砖的10％-20％；（2）在β-siAlON结合刚玉砖中，主晶相刚玉颗粒构成了砖体的骨架结构，原位生成的β-SiAlON晶体填充于刚玉颗粒的间隙中，与粒状刚玉结合紧密，这种结构特征增强了复合材料的高温力学性能；（3）在1400℃高温下，β-SiAlON结合刚玉砖的断裂方式是以穿颗粒断裂为主的混合断裂。

矾土基β-Sialon结合刚玉-碳化硅复合材料抗冰晶石侵蚀性能的研究

采用静态坩埚法研究了矾土基β-Sialon结合刚玉-碳化硅复合材料在1000℃下的抗冰晶石侵蚀性能。结果表明:复合材料侵蚀量较少,侵蚀层厚度约1mm,侵蚀产物为NaAlSiO_4;渗透层深度约6mm,渗透速率随β-Sialon含量的增加而减小。复合材料渗透界面的分形维数值介于1.1～1.23之间,随Sialon含量的增加而减小。

高温循环载荷作用下β-SiAlON结合刚玉砖的损伤行为

对-βSiAlON结合刚玉砖在0.5→5→0.5 MPa、0.8→8→0.8 MPa、1→10→1 MPa三种循环载荷作用下,从常温到1 500℃条件下的损伤行为进行了初步探索。结果表明：（1）在应力幅为5 MPa下,从常温到800℃,-βSiAlON结合刚玉砖的弹性模量不随循环周次的增加而变化,属弹性变形范围;1 000～1 400℃弹性模量随循环周次增加逐渐增大,循环应力的作用不会加深材料的损伤;1 500℃时弹性模量随循环周次增加逐渐减小并最终断裂。（2）在1400℃,应力幅〈8 MPa时,-βSiAlON结合刚玉砖的弹性模量随循环周次增多而增大;应力幅提高到10 MPa时,出现弹性模量随循环周次增多而下降的性能弱化现象。

硅粉加入量对Si_3N_4结合刚玉材料性能的影响

为了研究Si_3N_4结合刚玉材料的性能,以电熔棕刚玉颗粒(w(Al_2O_3)>95.4%,粒度3~1和≤1 mm)、电熔棕刚玉细粉(w(Al_2O_3)>95.4%,d50=75μm)和硅粉(w(Si)>99.0%,d50=75μm)为主要原料,通过原位氮化烧结工艺制备了Si_3N_4结合刚玉复合材料,研究了硅粉加入量(w)分别为10%、15%和20%时材料的介电性能、力学性能及抗热震性能,并对其物相和显微结构进行分析。结果表明:硅粉加入量(w)由10%增加到20%,材料的常温力学性能及热膨胀系数下降,抗热震性能有明显的提高;当硅粉加入量(w)为20%时,复合材料在1 100℃水冷热震50次时,试样表面仍无剥落,表现了良好的抗热震性。

β-SiAlON-TiN结合刚玉复合材料的高温力学性能

设定β-SiAlON 的z值为3,采用铝热还原氮化TiO2合成TiN,调整TiO2加入量分别为0、5%、10%、15%,在1500 ℃保温5 h氮化反应烧结制备出TiN含量分别为0、4%、8%、12%的β-SiAlON-TiN结合刚玉复合材料,并研究了此复合材料的热态抗折强度(400～1400 ℃)和不同温差下(ΔT=200～1350 ℃)水冷1次的抗热震性.结果表明:TiN的生成降低了材料的显气孔率,显著提高了材料的抗折强度,这是由于TiN的颗粒弥散增强作用,其中TiN含量为8%试样的热态抗折强度最高.β-SiAlON-TiN结合刚玉复合材料残余强度保持率(ΔT=1100 ℃)略低于β-SiAlON结合刚玉复合材料,但两者保持在同一水平(50%～60%).

β-SiAlON结合刚玉复合材料的热震-氧化行为研究

以板状刚玉颗粒和细粉、Al_(2)O_(3)微粉、Si粉和Al粉为原料,以酚醛树脂为结合剂,在流通氮气中于1450℃保温72 h制备了β-SiAlON结合刚玉复合材料试样。研究了不同温度(900~1300℃)下热震以及热震循环次数对试样氧化行为的影响。结果表明:与无热震条件下相比,热震作用下试样在不同温度下氧化后的质量增加率明显增加。随热震循环次数的增加,氧化后试样的质量增加率增加,表明热震使得材料的氧化加剧。热震作用下试样氧化加剧的原因在于:无热震时β-SiAlON氧化后在试样表面形成致密氧化保护膜,可阻止氧气进入内部;而热震可使试样表面的氧化保护膜破裂,产生较多微裂纹,为氧气进入试样内部提供通道,进而加速材料氧化。

Al粉添加对莫来石结合刚玉材料性能和结构的影响

莫来石或莫来石结合刚玉耐火材料在高温工业中被广泛用作高温结构材料,特别在高温(>1350℃)耐火窑具领域占有主导地位,是现代电子陶瓷生产主要选用的高档窑具材料。莫来石结合刚玉耐火材料性能的优劣关键取决于莫来石基质或莫来石结合相。采用以Al2O3微粉和SiO2微粉为主要基质料,添加不同金属Al粉反应烧结(RBM)莫来石结合相,研究不同Al粉添加在不同温度下烧成莫来石结合刚玉材料的显微结构及力学性能。结果表明:Al粉添加促进了莫来石的生成,改变了莫来石的结晶形态,提高了莫来石结合刚玉耐火材料的高温力学性能。