Al_2O_3-C耐火材料对超低碳钢的增碳作用

在空气中利用中频感应炉加热,研究了以Si 为抗氧化剂的Al2O3-C耐火材料对超低碳钢的增碳 作用。利用高频燃烧红外吸收法测定钢样中的碳含 量,并对用后耐火材料进行了SEM和EDS分析。研 究结果表明:钢熔化后,炭的直接溶解机制造成钢水 中碳含量迅速增加;随着保温时间的增加,“渗透- 溶解”机制对钢水增碳占主导作用;同时,耐火材料 与钢水接触部位生成反应脱炭层,反应脱炭层隔离了 钢水与耐火材料的直接接触,进而减缓并停止耐火材 料对钢水的增碳作用;空气中的氧通过渣向钢水中传 递,氧和钢水中的碳发生反应对钢水产生脱炭作用, 同时,碳氧平衡决定了在钢水的碳含量很低时,脱炭 反应接近于平衡状态,钢水中的碳含量趋于平衡。

铝热剂法原位合成农机刀具Al_2O_3-Ti(C,N)复合涂层组织结构及性能

为了提高旋耕刀、犁铧等农机触土刀具表面强度,以铝热剂的放热反应提供内在热源、等离子弧作为外在热源,采用反应等离子熔覆技术在Q235钢表面原位合成了Al_2O_3-Ti(C,N)复合材料涂层。利用扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪、显微硬度计、金相显微镜等对复合涂层的微观结构及强质硬化相的成分、组织及性能进行了分析。结果表明:涂层与基体呈冶金结合,涂层主要由网状、嵌套、球状等3种结构组成,硬质相Al_2O_3、Ti(C,N)与粘结相Fe-Ni之间相互包裹、互相嵌套,构形成空间网状骨架结构;涂层硬度最高可达HV_(0.5)2160,平均硬度HV_(0.5)1870,约为基体Q235钢的7.7倍;涂层摩擦系数约为0.372,其磨损量约为65Mn钢及Q235钢的1/7和1/17,与基体相比,复合涂层具有较高的硬度和较好的摩擦磨损性能,可以为农机材料表面强化提供参考。

Al_2O_3-C-TiC质耐火材料的侵蚀行为

模拟铁浴式熔融还原工艺 ,采用固定床预还原法对铁矿石进行预还原、在矿热电炉上进行终还原熔炼试验 ,研究和测试了Al2 O3 C TiC质耐火材料的侵蚀特征和侵蚀机理 ,分析了熔体组成与性质对耐火材料侵蚀过程的影响及熔体侵蚀过程中耐火材料的物相组成和结构变化规律。

SiC晶须和Ti(C,N)颗粒协同增韧Al_2O_3陶瓷刀具的研究

采用热压工艺烧结制备了SiCW Ti(C ,N) Al2 O3(Y2 O3)陶瓷刀具复合材料。研究了不同烧结温度(16 0 0～ 175 0℃ )下 ,材料的致密度和力学性能 (断裂韧性KIC ,维氏硬度HV和抗弯强度σf)随晶须含量 (10 %～4 0 % )的变化关系 ;探讨了SiC晶须和Ti(C ,N)颗粒对Al2 O3基体的协同增韧机理。同时与SiCW Al2 O3陶瓷及Ti(C ,N) Al2 O3陶瓷作对比研究。结果表明 :SiCW Ti(C ,N) Al2 O3(Y2 O3)陶瓷材料在 175 0℃ ,晶须含量为 2 0 %时获得最佳的综合力学性能 :KIC =7 11MPa m1 2 ,HV =2 1 16GPa ,σf=82 0MPa ;明显高于SiCW 含量为 2 0 %的SiCW Al2 O3陶瓷和不加晶须的Ti(C ,N) Al2 O3陶瓷。第三相Ti(C ,N)颗粒的加入与晶须一起产生明显的迭加增韧效果 ,而且对SiCW 的各种增韧机制起到了促进作用。

纳米Al_2O_3对Al_2O_3-SiC-C浇注料性能的影响

以电熔致密刚玉、碳化硅、沥青等为主要原料,研究了加入纳米Al_2O_3对Alpha-bond结合的Al_2O_3-SiC-C质铁沟浇注料性能的影响。随着细粉预混法引入的纳米Al_2O_3的增加,流动值相近时,浇注料加水量有所增加,常温抗折强度和耐压强度变化趋势不明显;高温抗折强度在纳米Al_2O_3加入量为0.5%(质量分数,下同)时最高,提高幅度为4%,但随着加入量的继续增加,呈降低趋势。静态坩埚抗渣实验表明:含纳米Al_2O_3的浇注料,其抗渣侵蚀性没有得到改善;在加入1.0%纳米Al_2O_3时,抗渣渗透性得到提高。引入的纳米Al_2O_3使得材料在高温处理后更易生成莫来石相。

Fe含量对钛铁矿原位反应合成Al_2O_3-Ti(C,N)-Fe复合材料的影响

利用钛铁矿通过碳热铝热原位还原反应、采用热压工艺制备了致密的Al2O3-Ti(C,N)-Fe复合材料,使钛铁矿两种主体成分Ti和Fe得到充分有效的利用。研究了Fe含量对制备过程、合成产物组织和性能的影响。结果表明,Fe含量的增加降低了碳热反应的温度;随Fe含量的增加,Fe相开始团聚,材料的组织都变得粗大;同时,随Fe含量的增加,Al2O3-Ti(C,N)-Fe复合材料的硬度稍有下降,抗弯强度明显降低。

氮化硅铁对Al_2O_3-SiC-C系铁沟浇注料性能的影响

为了解决Al2O3-SiC-C系铁沟浇注料在高温使用过程中易氧化的问题,以棕刚玉颗粒、致密刚玉细粉、碳化硅颗粒和细粉、球状沥青、硅粉、Secar 71水泥、氮化硅铁等为原料,制备了Al2O3-SiC-C系铁沟浇注料,并研究了添加5%(w)氮化硅铁对该浇注料施工性能、物理性能、抗氧化性的影响,同时分别采用静态抗渣和回转抗渣试验对抗渣性能进行评价。结果表明:1)与不加氮化硅铁的常规铁沟浇注料相比,添加氮化硅铁的铁沟浇注料的常温强度略低,但是同样具备良好的施工性能和足够的脱模强度;2)添加氮化硅铁的铁沟浇注料具有较高的高温抗折强度和高温抗氧化性能;3)添加氮化硅铁的铁沟浇注料具有良好的静态抗渣能力,但是在强氧化环境和热态冲蚀同时作用的铁沟部位,不建议使用含氮化硅铁的Al2O3-SiC-C材料。

Ni和Ti的添加对Al_2O_3-Ti(C,N)复合材料性能的影响

研究了Ni和Ti的添加对真空热压烧结方法制备的Al2O3-Ti(C,N)陶瓷基复合材料的显微组织和力学性能的影响.发现添加Ni和Ti的复合材料主要由Al2O3、Ti(C,N)和Ni组成,没有发现存在金属Ti.Ti由于非常活泼,在热压烧结过程中可能与石墨模具产生的含C气氛反应生成TiC,或与高温下Ti(C,N)的少量分解产生的N2气氛反应生成TiN,这有利于减少复合材料中的气孔.适量添加Ni可通过液相烧结促进复合材料的致密化,提高复合材料的相对密度,并能通过产生裂纹偏转和裂纹桥联提高复合材料的断裂韧性.热压温度为1550℃、等摩尔比的Ni和Ti混合粉末添加量为5vol%时,Al2O3-Ti(C,N)-Ni-Ti复合材料的相对密度为99.6%,硬度为21GPa,抗弯强度为818MPa,断裂韧性为8.1 MPa.m1/2.

尖晶石对不烧MgO-MA-C及Al_2O_3-MA-C质耐火材料抗氧化性的影响

以电熔镁砂、电熔白刚玉和烧结尖晶石等为 原料,研究了尖晶石的加入量(0,5%,10%,15%, 20%,30%)和加入形式(≤0.044mm的细粉或<2 mm的颗粒)对不烧MgO-MA-C及Al2O3-MA-C 质耐火材料抗氧化性的影响。结果表明:MgO (Al2O3)-MA-C质耐火材料的抗氧化性开始随着 尖晶石细粉的加入逐渐变强,尖晶石细粉的加入量为 5%～10%时抗氧化性最好,当尖晶石细粉的加入量 再继续增加时,抗氧化性变差;固定尖晶石加入量为 10%,尖晶石以细粉形式加入时,试样的抗氧化性最 好,逐渐加大尖晶石的粒度,试样的抗氧化性变差; MgO-MA-C质耐火材料的抗氧化性比Al2O3-MA -C质耐火材料的抗氧化性好。

电熔镁砂加入量对Al_2O_3-SiC-C浇注料性能的影响

以电熔棕刚玉颗粒（粒度为5～3mm、3～1mm，≤1mm）、电熔白刚玉细粉（≤0．088mm）、SiC颗粒（≤1mm）和细粉（≤O．088mm）、电熔镁砂细粉（≤0．088mm）、活性α-Al2O3微粉、SiO2微粉、Si粉和球状沥青为主要原料，以纯铝酸钙水泥为结合剂，配制成电熔镁砂细粉加入量（质量分数）分别为0、3％、6％、9％、12％的出铁沟用Al2O3-SiC-C浇注料，经振动成型、养护、脱模、100℃24h烘干后，分别于1100℃3h、1450℃3h热处理，测定处理后试样的体积密度、显气孔率、烧后线变化率、抗折强度、抗高炉渣侵蚀性和抗氧化性，并分析其物相组成和显微结构。结果表明：随着电熔镁砂加入量的增加，试样的显气孔率提高，体积密度、抗折强度和抗氧化性降低，抗渣性变化不大；1450℃3h处理后试样物相主要由3C—SiC、6H—SiC、刚玉、方镁石以及反应生成的尖晶石和莫来石组成，且随着电熔镁砂加入量的增加，尖晶石和莫来石的生成量也增加；在侵蚀面附近，刚玉颗粒边缘生成了厚度约80μm的尖晶石层。

Al2O3:C光致荧光剂量计初步研究

采用液体成膜法制备了Al2O3:C光致荧光剂量计(OSLD),开展了剂量学性能的初步研究。退火后本底为0.03 mGy,均匀性优于2%,在0.02 mGy~10 Gy测量范围内具有良好线性响应,线性相关系数R 2=0.9996,对β、γ射线响应系数差异约10%,对中子响应系数约为β、γ射线的4%~7%,剂量计多次测量响应信号无明显衰减,照后两个月响应变化为5%,可用于一定周期内剂量存档、复测。上述结果表明,液体成膜方法制备的OSLD具有良好的剂量学性能,证明该方法可行。

复合材料Al/Al_4C_3/Al_2O_3的组织结构与力学性能

采用机械合金化（ＭＡ）球磨和热压烧结工艺制备了复合材料Ａｌ／Ａｌ４Ｃ３／Ａｌ２Ｏ３，对其组织结构和力学性能进行了研究。结果表明，发育良好的Ａｌ４Ｃ３棒状单晶体和等轴状γＡｌ２Ｏ３均匀分布在铝晶界或晶粒内部，二者体积含量约为６６ｖ％。Ａｌ／Ａｌ４Ｃ３和Ａｌ／Ａｌ２Ｏ３界面洁净，为直接的原子结合，但不存在确定的位向关系。复合材料的室温、高温强度及刚度比粉末冶金纯铝（Ｐ／ＭＡｌ）显著提高。

等离子体辅助球磨活化对Al_2O_3+C合成AlN固-固反应的影响机制

利用介质阻挡放电等离子体辅助球磨和普通球磨分别对Al_2O_3+C混合物料进行活化,研究等离子体辅助球磨活化后Al_2O_3+C合成AlN的碳热还原反应机制。结果表明,等离子体辅助球磨30h的Al_2O_3+C,在N2气氛中1 400℃下保温4h,Al_2O_3即可全部转化为AlN,Al_2O_3+C的碳热还原反应符合固-固反应机制。相对于球磨活化单一的Al_2O_3粉末,等离子体辅助球磨Al_2O_3+C混合粉末可以缩短10h的球磨活化时间,这主要是由于在等离子体与球磨的协同作用下,有利于Al_2O_3与C形成适于固-固反应的均匀互溶的精细复合结构,使得反应扩散通道增加,平均扩散路径缩短,这在动力学方面大大促进了Al_2O_3+C的碳热还原反应,并促使反应按照固-固机制进行。

Al_2O_3-SiC-C砖渣静态侵蚀后的显微结构分析

The static corrosion experiments of Al 2O 3 SiC C bricks have been carried out with three different dephosphorized slags or desulfuration slags,and the microstructure after slag corrosion have been analyzed,and the wreck mechanisms have been discussed.

不烧高密Al_2O_3-C砖在不同气氛中的抗氧化性能

对用于高炉炉身下部的不烧高密 Al2 O3- C质耐火材料在不同体积比的 CO与 CO2 混合气氛中的抗氧化性能进行了热力学分析和全面大量的实验。发现此种材料具有较好的抗氧化性能。以热力学分析和实验结果为基础 ,说明了其氧化机制 ,建立了不烧高密 Al2 O3- C质耐火材料的氧化动力学模型。

Al_2O_3/Cr_3C_2/(W,Ti)C陶瓷模具材料研究

应用热压技术制备了添加不同含量Cr3C2和(W,Ti)C的Al2O3/Cr3C2/(W,Ti)C复合陶瓷材料。利用光学显微镜、环境扫描电镜、透射电镜和能谱分析仪等对Al2O3/30%Cr3C2、Al2O3/30%(W,Ti)C、Al2O3/20%Cr3C2/10%(W,Ti)C三种复合陶瓷材料的显微组织结构进行了观察分析。研究表明:同其它两种材料相比,Al2O3/20%Cr3C2/10%(W,Ti)C陶瓷复合材料组织细化均匀,有连续骨架结构生成。Cr3C2和(W,Ti)C颗粒的共同加入有利于晶粒生长的制约,裂纹分枝与偏转、晶粒拔出、以及纳米相等等,有效提高了氧化铝陶瓷材料的力学性能。

无压烧结Al_2O_3/B_4C复合材料的组织与性能

利用金相显微镜、SEM、抗折试验机和维氏硬度计研究了无压烧结Al2 O3 /B4C陶瓷复合材料的组织与性能 .结果表明 ,B4C可细化Al2 O3 材料的晶粒 ,提高材料的机械性能 ,当B4C的质量分数为1 0 %时 ,材料的抗折强度最高为 5 60MPa ,当B4C的质量分数为 2 1 5 %时 ,材料的维氏硬度最高可达2 2 1GPa.文中还对材料的氧化性能进行了研究 .

不同碳源对Al_2O_3-Si-C材料基质中原位合成SiC晶体形貌的影响

为了研究微米或纳米结构的碳材料对Al2O3-Si-C材料基质中生成SiC晶体结构和形貌的影响,采用板状刚玉细粉和单质Si粉为原料,分别以碳纳米管、纳米炭黑和超细鳞片石墨为碳源,制备了添加三种不同碳源的Al2O3-Si-C基质试样,在埋炭气氛下于1 000、1 200和1 400℃分别保温3 h热处理,用XRD分析处理后试样的相组成,通过FESEM观察试样基质中的SiC晶体形貌。结果表明:1)较高的热处理温度可以促进SiC的反应生成,SiC的生成量随热处理温度的升高而增加。2)不同碳源在试样中原位形成SiC的形貌和反应机制各不相同:碳纳米管通过模板反应被逐渐转化为SiC晶须;Si与纳米炭黑之间快速反应形核,成核后的SiC晶体向各个方向均匀生长并形成SiC颗粒;超细石墨片晶从边缘向内部逐渐反应生成SiC晶须。

添加物对Al_2O_3-TiC/Ti(C,N)系陶瓷复合材料组织和性能的影响

Al2O3-TiC/Ti(C,N)系陶瓷复合材料具有广阔的应用前景,但综合性能还有待进一步改善。分析讨论了TiC/Ti(C,N)主要成分含量对组织性能的影响,综述了Cr2O3、Y2O3、ZrO2等化合物添加物和Fe、Al、Co、Ni、Mo等金属添加物对Al2O3-TiC/Ti(C,N)系陶瓷复合材料中组织和性能影响的研究结果,并比较分析了其各自的特点。

添加Co,Ni和Mo对钛铁矿原位合成Al_2O_3-Ti(C,N)-Fe复合材料的影响

在钛铁矿原位反应合成Al2O3-Ti(C,N)-Fe复合材料的基础上,添加Co,Ni和Mo来改善Al2O3-Ti(C,N)-Fe复合材料的性能。通过物相分析、扫描电镜和力学检测手段研究不同金属添加剂对合成产物物相、组织和性能的影响。研究结果表明:添加Co和Ni以后在烧结过程中分别形成了含Co和Ni的[Fe,Co]及[Fe,Ni]固溶相,材料的硬度有所降低,抗弯强度有所提高但提高的幅度不大。Mo的添加阻碍了Ti(C,N)相的长大,细化了Ti(C,N)晶粒;在烧结过程中生成的Mo2C包覆在Ti(C,N)相的周围,改善了Ti(C,N)相与Al2O3相和Fe相的润湿性,这同时导致了材料硬度和抗弯强度升高。当Mo添加量为8%时,烧结材料的力学性能最佳,抗弯强度和硬度分别为476 MPa和19.4 GPa。