Cr_(2)AlC对自结合SiC耐火材料服役性能的影响

为优化自结合SiC耐火材料的性能,以碳化硅(3~1、≤1和≤0.074 mm)、硅粉(≤45μm)和石墨(≤10μm)为原料,Cr_(2)AlC粉体(≤74μm)为添加剂,在150 MPa下压制为25 mm×25 mm×40 mm的坯体,经110℃干燥、1 300℃热处理后制备自结合SiC耐火材料。研究了Cr_(2)AlC加入量(加入质量分数分别为0、1%、3%和5%)对其常温物理性能、抗硫酸钠侵蚀性能以及抗水蒸气氧化性能的影响。结果表明:随着Cr_(2)AlC加入量增加,经110℃干燥后试样的常温物理性能差异不大,经1 300℃热处理后试样的常温物理性能呈现出逐渐升高的趋势,抗硫酸钠侵蚀性能先升高后降低。当Cr_(2)AlC粉体加入量为3%(w)时,试样在水蒸气中的质量变化率也较低,综合性能较优。

Cr2O3催化氮化制备Si3N4/SiC耐火材料及其性能

以SiC粉和硅粉为原料,原位合成的Cr_2O_3为催化剂,采用催化氮化法制备了Si_3N_4/SiC耐火材料,研究了催化剂用量及氮化温度对耐火材料物相组成、微观形貌、物理性能和力学性能的影响。结果表明:当氮化温度为1 673K,Cr_2O_3含量(与硅粉质量之比,下同)为3%时,硅粉完全氮化,耐火材料主要由颗粒状SiC和晶须状α-Si_3N_4、β-Si_3N_4等组成;随着Cr_2O_3含量的增加,Si_3N_4晶须的数量增多,长度增大,耐火材料变得致密;随氮化温度的升高,耐火材料的抗折强度和耐压强度均增大,当氮化温度为1 673K、Cr_2O_3含量为3%时,抗折强度和耐压强度均最大,分别为34MPa和132MPa。

污泥添加量对SiC耐火材料的腐蚀特性影响研究

为探讨煤与污泥共气化时污泥添加量对SiC耐火材料腐蚀特性的影响,对纯水煤浆、污泥添加质量分数分别为1%、5%、10%、12%的污泥煤浆和纯污泥浆6种气化料浆进行灰熔融特性测试、熔渣腐蚀实验以及SEM-EDS分析。结果表明:随着污泥添加量的增加,气化料浆的熔融温度逐渐降低;当污泥添加质量分数为1%时,腐蚀深度最浅;当污泥添加量增大时,腐蚀实验样品中除碱金属和Ca之外,Fe和Cr的含量也明显增加,SiC耐火材料腐蚀加剧。

Si3N4结合SiC耐火材料的高温重烧结研究

以Si粉、SiC颗粒和细粉为原料,通过反应烧结(最高烧成温度1 420℃)制备Si_3N_4结合SiC标型砖,再将标型砖在流动N2气氛、1 750℃烧结2. 5 h,制得重烧结Si_3N_4结合SiC耐火材料。利用XRD、EDS、SEM和压汞法对重烧结前后的Si_3N_4结合SiC试样的化学组成、微区组成、微观结构以及孔径分布等性能进行检测,其结果表明:Si_3N_4结合SiC耐火材料高温重烧结后,外形基本没有变化,材料体积密度少量降低,常温抗折强度和1 400℃抗折强度少量提高,试样中纤维状Si_3N_4消失,α-Si_3N_4全部转变为较大尺寸的柱状β-Si_3N_4;试样平均孔径显著增加;试样抗高温水蒸汽氧化性能显著提高。

硅锭线切割回收料制备高性能Si3N4结合SiC耐火材料的研究

以硅锭线切割回收料为主要原料,采用氮气气氛中反应烧结制备Si3N4结合SiC耐火材料,研究了烧成制度、原料配比、颗粒级配等对制品的气孔率、抗弯强度的影响。结果表明:原料Si含量为25%为最优配方;1300℃、1400℃分别保温2.5 h是合适烧成制度;合适颗粒级配的骨料添加可以降低气孔率。硅锭线切割回收料制备的Si3N4结合SiC耐火材料最高强度达到了88.4 MPa,具有很好应用前景。

Na^+对制备Al_4SiC_4/Al_4O_4C复合耐火材料的影响

以焦宝石、活性炭和铝粉为原料,添加Na2CO3制备Al4SiC4/Al4O4C复合耐火材料。采用化学分析、XRD和SEM等测试技术,研究了Na+对材料物相组成和显微结构的影响。结果表明:添加Na2CO3加速了Al2O3和活性炭的反应,促进了Al4O4C的生成。未添加Na2CO3时生成的Al4SiC4晶粒表面光滑,添加Na2CO3后Al4SiC4晶粒粗糙、凹凸,缺陷明显增加。此外,未添加Na2CO3的试样中生成的Al4O4C呈短纤维状,添加Na2CO3后全部转变为细小颗粒。

SiC质耐火材料抗气体腐蚀研究进展

较为详细地总结了国内外关于SiC质耐火材料抗空气、氧气或水蒸气等气体腐蚀性的研究,分析了SiC质耐火材料腐蚀后性能的变化规律和显微结构变化特征,总结了在不同气氛中材料的氧化机制,展望了SiC质耐火材料在新兴领域的应用前景及其将会遇到的特殊腐蚀气氛,探讨了进一步研究的方向。

Ti-Si-Fe合金添加量对Si_(3)N_(4)结合SiC材料结构与性能的影响

为促进Si_(3)N_(4)结合SiC耐火材料的致密化,降低Si粉氮化温度,以SiC颗粒和细粉、Si粉为主要原料,利用从高钛型高炉渣提取的Ti-Si-Fe合金部分取代Si粉,在埋碳气氛下于1350℃反应烧结5 h,制备了Si_(3)N_(4)结合SiC耐火材料。研究了Ti-Si-Fe合金添加量(加入质量分数分别为0、1.8%、3.6%、5.4%、7.2%)对Si粉的氮化行为、材料力学性能和显微结构的影响,并探讨了氮化反应烧结机制。结果表明:1)随着Ti-Si-Fe合金添加量的增加,材料的常温力学性能和高温抗折强度明显改善,荷重软化温度均超过1700℃,Ti-Si-Fe合金添加量超过3.6%(w)后材料性能的增幅变缓;2)Ti-Si-Fe合金促进了Si粉在较低温度下的完全氮化和材料的反应烧结,Ti-Si-Fe合金中各物相及Si粉氮化反应的体积增加能够充填气孔,氮化产物改善骨料与基质、基质内部的结合状态,从而提高材料的致密化程度,改善力学性能;3)引入Ti-Si-Fe合金后,反应体系中形成了富含Ti、Si、N、Fe成分的液相,氮化物的形成除传统的VS、VLS机制外,溶解-沉淀机制在短柱状β-Si_(3)N_(4)、粒状TiN的形成中起到主导作用,交错连结的α-Si_(3)N_(4)晶须、短柱状β-Si_(3)N_(4)、粒状TiN对材料的力学性能起到增强作用。

改性SiC质耐火材料及其在垃圾焚烧发电中的应用

介绍了垃圾发电锅炉燃烧室用SiC质耐火材料的设计系统,分析了其损毁原因,并对SiC质耐火材料进行改进。结果表明:氮化硅结合的SiC质耐火材料,其抗氧化性与渗透性能均优于氧化物结合的SiC质耐火材料。

由CaO和铝废渣组成的脱硫剂对Al_2O_3-SiC-石墨质耐火材料的蚀损机理

最近,采用一种操作方法探讨了巴西联合炼钢厂(CSN)生铁低硫成分的方法。全球市场的竞争性需要加快采用一种可行的方法,能够使生铁中硫含量低,同时使高炉能全负荷操作。考虑到因添加熔剂产生的高度腐蚀的环境,因此将额外的负担强加到铁水罐用耐火材料内衬上。在衬有Al2O3-SiC-石墨质耐火材料的鱼雷式铁水罐中,使用钙基脱硫剂。在本工作中,研究了由94%(质量)CaO和6%(质量)粉状铝废渣组成的脱硫剂引起的鱼雷式铁水罐内衬用Al2O3-SiC-石墨质耐火材料的蚀损机理。粉状铝废渣来源于铝钒土的还原,主要由金属铝和Al2O3组成。还研究了来自于巴西的大量铝渣的选择性应用问题。

TiO_2对制备Al_4SiC_4-Al_4O_4C复合材料的作用

将焦宝石粉、活性炭粉和铝粉按质量比39:27.6:33.4配料作为基料,再分别加入占基料总质量0、3%、6%和9%的TiO2粉末(锐钛矿型),加入<10%的酚醛树脂为结合剂混匀后,压制成型,坯体试样干燥后,置于刚玉管式炉中,通入流动氩气,分别于1300、1400、1500、1600和1700℃保温2h制备了Al4SiC4-Al4O4C复合材料。利用热重分析、化学分析、XRD和SEM等测试技术,研究了TiO2加入量对材料物相组成和显微结构的影响。结果表明:试样中的Ti在烧成过程中有少量损失,残余的TiO2在1300℃前全部反应转变为TiC,生成的TiC在1300～1700℃稳定存在;TiO2加入量对材料物相组成没有明显影响,但TiO2加入量超过3%时,Al4SiC4和Al4O4C的生成温度将由1500℃提升至1600℃;随着材料中Ti4+浓度增加,Ti4+更容易与Al4SiC4形成有限置换固溶体而导致晶格缺陷,促使Al4SiC4在1700℃分解,形成更多的Al4O4C短纤维,同时使试样表面生成片状Al2O3层。

低粘度聚丙烯酰胺的合成研究

采用链转移法合成了低粘度聚丙烯酰胺。探讨了反应温度、单体浓度、链转移剂、引发剂等对聚合物体系粘度的影响。确定了在单体浓度为30.0%,反应温度为80～90℃,链转移剂浓度为(2～6)×10-2mol/L,引发剂浓度为(3.5～18)×10-3mol/L的实验条件下,获得了粘度为1×102～1×104mPa.s的低粘度聚丙烯酰胺产品。并对该类低粘度聚丙烯酰胺在Si3N4结合SiC耐火材料方面的应用进行了初步研究。