高温含水条件下非氧化物材料的反应行为

非氧化物材料在高温含水条件下的反应行为是材料和冶金领域关注的焦点,文章对高温含水条件下非氧化物材料反应的相关热力学和动力学研究进行综述,讨论了材料在高温含水条件下的反应影响因素及反应机理.在此基础上指出了高温含水条件下材料反应研究存在的问题.

大型高炉用非氧化物复合耐火材料的演变及性能

系统分析了大型高炉用3代非氧化物复合耐火材料的演变及其性能。从材料演变的角度阐述了近年来中国耐火材料行业技术进步的快速发展,并提出了不同材料未来需要改进和完善的方向。探讨了我国大型高炉用长寿型氧化物-非氧化物复合材料发展中存在及需要解决的问题。

氧化物-非氧化物复合材料研究开发进展

综述了我们实验室与企业合作研究开发的冶金工业用氧化物-非氧化物复合高效耐火材料的一些进展:(1)用高温还原-氮化法研制了高炉用矾土基β-SiAlON结合刚玉复合材料,在配方基质中用矾土取代刚玉;(2)用矾土基β-SiAlON取代Al2O3-C砖中部分或全部石墨,开发了低碳Al2O3-SiAlON滑板材料,已成功用于生产高质量钢连铸;(3)研究开发了金属Al-Si复合Al2O3-C滑板材料,它具有较高的高温强度和优良的抗热震性,其特点是低碳含量、低温烧成和在高温使用时原位生成碳化物和氮化物,已成功用于优质钢连铸的钢包和中间包。

非氧化物陶瓷材料的氧化性

从研究方法、非氧化物陶瓷材料的氧化性以及主要理论成果等几个方面 ,综合评述了目前国内外对非氧化物陶瓷材料氧化性行为的研究状况。综合得出 ,研究氧化性的主要方法为高温TGA分析和材料氧化后称重两种方法 ,利用XRD、SEM、WDX、XPS、EDS和TEM等手段对氧化后的试样成分、相组成、结构等进行分析 ;评述了硼化物、碳化物、氮化物等几种具有代表性非氧化物陶瓷材料的氧化性行为 。

非氧化物系陶瓷复合材料的开发动向

1.开发背景 氮化硅、氮化铝、碳化硅、氧氮化铝、赛隆(Sialon)等非氧化物系陶瓷,由于耐热性、耐腐蚀性优异,正被应用于众多工业领域.此外,这类陶瓷材料分散了六方晶氮化硼的复合材料,由于耐腐蚀性、耐热性、耐热冲击性等综合机械性质进一步提高,所以,可望应用于钢铁工业等方面.

易氧化材料的应力-氧化研究进展

综述了一些易氧化材料(金属材料、碳复合材料等)中氧化膜内应力、热应力、压应力和拉应力等对其高温氧化行为的影响,并指出应力对材料的氧化速率及氧化产物物相组成和显微结构等有较明显的影响,同时对含碳材料、非氧化物及其复合耐火材料的应力-氧化研究进行了初步展望。

展望新一代优质高效耐火材料

展望了新世纪为适应高温新技术的发展而必将兴起并迅速发展的新一代高效耐火材料 ,它们包括 :(1 )具有优良的高温强度、抗热震性和抗侵蚀性的氧化物 -非氧化物复合材料 ;(2 )能够净化金属熔液和吸收废气中有害杂质的含游离CaO的碱性材料 ;(3 )高性能自流浇注料以及基质成分和结构逐渐变化的“梯度”

基于反向传播人工神经网络对SiC氧化反应行为的预测研究

以SiC为代表的非氧化物耐火原料作为高温结构材料重要组分,被广泛应用于冶金高温行业。在实际应用过程中,SiC的氧化行为加速了对应耐火材料的高温性能失效,导致其服役寿命大大缩短。因此明晰非氧化物耐火原料在高温环境下的氧化行为尤为重要,利用动力学模型分析氧化行为是目前最常用的手段。但动力学模型的建立往往需要大量的数据处理工作,且很难同时满足描述准确性高和模型参数简单两个条件。随着人工智能与大数据技术在材料领域的应用探索,反向传播人工神经网络(BP-ANN)有望在此方面取得突破。本文以典型非氧化物耐火原料SiC为例,通过建立神经网络,训练、预测SiC的氧化行为,预测结果与实验数据的相对误差均小于3%,用预测数据回归计算的反应活化能和反应速率常数与实验数据计算结果的相对误差低于4%,表明BP-ANN在研究非氧化物耐火原料的氧化行为方面具有巨大应用前景。

淀粉还原氢化钛制备Ti(C,N)纳米粉

研究了用淀粉还原氢化钛制备碳氮化钛纳米粉的工艺及反应机理·结果表明 ,在实验范围内 ,降低合成温度 ,缩短保温时间或提高氮气流量有利于形成氮含量高的碳氮化钛粉末·通过控制合成温度和保温时间 ,可以控制Ti(C1-xNx)中的碳氮比 ,得到不同x值的碳氮化钛粉末·在 1 75 0℃ ,保温 2h,氮气流量为 5L/min条件下 ,可获得颗粒尺寸为 40～ 80nm的单相Ti(C0 .5N0 .5)粉末·

碳热还原法合成氮化铝的机理与热力学条件

介绍了碳热还原制备氮化铝的各种反应机制 ,通过对各种反应机制的分析和热力学计算 ,评述了气固反应机制、固相反应机制和矿化剂催化反应机制的特点、反应过程和热力学条件 .根据对反应过程的热力学分析 ,认为有气相和液相参与的固相扩散反应机制 ,能够较好的解释碳热还原的反应过程 ,但反应的中间产物和两种不同机制之间的相互作用。

加入不同量Al粉和Si粉的低碳Al_2O_3-C滑板的高温力学性能

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-Al2O3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3 h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215μm降至90μm;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。