羧甲基纤维素钠加入量对镁铝尖晶石质多孔隔热材料性能的影响

为提高热工窑炉的能源利用效率,首先将质量比为35∶65的中档镁砂细粉与煅烧氧化铝粉混合、烘干、破碎至d_(50)=2.3μm的混合粉;然后分别引入不同量的稳泡剂羧甲基纤维素钠(CMC)和0.6%(w)的发泡剂油酸钾,制得泡沫料浆;最后将泡沫料浆注入40 mm×40 mm×40 mm模具中,脱模,经110℃保温24 h干燥,再经1500℃保温3 h烧后,制备了镁铝尖晶石质多孔隔热材料。研究了CMC加入量(外加质量分数分别为0、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%)对料浆和烧后试样性能的影响。结果表明:1)当CMC加入量大于0.1%(w)后,料浆膨胀比降低,黏度增大,气泡数量减少,气泡平均直径变小。2)当CMC加入量为0.2%(w)时,料浆的Zeta电位绝对值最大,为18.3 mV,此时料浆最稳定;烧后试样内部的气孔为球形封闭气孔,数量最多,此时试样的显气孔率为73.5%,体积密度为0.95 g·cm^(-3),常温耐压强度为13.1 MPa。

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。

凝胶注模-固相反应法制备硼酸铝多孔陶瓷

为了提高硼酸铝基陶瓷的强度和隔热性能,以Al_(2)O_(3)纳米粉和B_(2)O_(3)微粉为主要原料,采用叔丁醇基凝胶注模结合原位固相反应工艺制备硼酸铝多孔陶瓷,研究了Al、B物质的量比(分别为9∶2、9∶4和9∶6)、热处理温度(分别为1000、1200和1400℃)对硼酸铝多孔陶瓷性能的影响。结果表明:1)由于B_(2)O_(3)在高温下易挥发,过量的B_(2)O_(3)有利于硼酸铝晶须的生成;但过量太多会使生成的硼酸铝晶须过于粗大,导致试样致密度过高。2)热处理温度过低,硼酸铝晶须发育较差,试样致密度较低;而热处理温度过高,晶须之间会发生烧结致密化。3)当Al、B物质的量比为9∶4,热处理温度为1200℃时,硼酸铝晶须长径比较大,并相互交织形成三维网络结构;所得多孔陶瓷具有较小的体积密度(0.67 g·cm^(-3))、较低的热导率(室温下0.141 W·m^(-1)·K^(-1))和较高的常温耐压强度(6.23 MPa)。

碳化硼复合陶瓷增强增韧研究进展

碳化硼(B_(4)C)复合陶瓷因高强度而被广泛应用于装甲和刀具等。但因烧结性能差,断裂韧性低,限制了广泛应用。综述了氧化物、碳化物、硼化物及其他增强相对B_(4)C复合陶瓷力学性能的影响,探讨了降低B_(4)C烧结温度,提高其强度和韧性的机制和途径。其中,过渡金属硼化物(如TiB_(2)等)通过颗粒增韧,热膨胀系数的差异导致的裂纹偏转、桥接,增强相的拔出等机制可以大幅度提高B_(4)C复合陶瓷的强度和韧性,是目前最有效的增强增韧途径。

H_(2)O_(2)加入量对ρ-Al_(2)O_(3)结合刚玉浇注料抗爆裂性能的影响

为了提高ρ-Al_(2)O_(3)结合刚玉浇注料的抗爆裂性能,在其中分别外加0、0.025%、0.050%、0.075%、0.100%、0.125%(w)的防爆剂H_(2)O_(2),经混练、浇注成型后,一部分在室温下养护12 h后脱模,然后分别在450、500、550、600、650、700、750、800℃下进行抗爆裂试验;另一部分经养护、干燥、烧成后,检测其致密度、常温力学性能、透气度、孔径分布。结果表明:(1)随着H_(2)O_(2)加入量的增大,浇注料的抗爆裂性能逐渐增强,平均孔径逐渐增大,致密度和强度逐渐减小。(2)综合考虑,H_(2)O_(2)的适宜加入量应控制在0.075%(w)以内。

热烈祝贺《耐火材料》连续9次入编《中文核心期刊要目总览》

近日,本刊编辑部收到《中文核心期刊要目总览》编委会的通知,《耐火材料》成功入编《中文核心期刊要目总览》2020年版(即第9版)之化学工业类的核心期刊。这是本刊自1992年以来连续9次入编《中文核心期刊要目总览》。

铁铝尖晶石中氧化亚铁含量的测定方法研究

首先,通过试样粒度试验和称样量试验确定了三氯化铁溶解-重铬酸钾滴定法测定铁铝尖晶石中金属铁含量的分析方法;然后,通过试样粒度试验、称样量试验、HCl和H 2SO 4加入量试验以及碳酸氢钠加入量试验,确定了HCl/H 2SO 4混合酸分解-重铬酸钾滴定法测定以FeO计的金属铁和氧化亚铁合量的分析方法;最后,采用差减法计算试样中氧化亚铁的含量,并采用高温氧化后试样的质量变化率法进行了验证。结果表明,本方法准确可行。

《耐火材料》杂志影响因子达到1.804

近日,中国知网的《中国学术期刊影响因子年报》(自然科学与工程技术·2020版)发布,《耐火材料》再次入选统计源期刊,复合影响因子为1.804,比去年的1.153增加了56.5%,影响力再创新高。在冶金工程技术类85种期刊中排名第3,在化学工程类174种期刊中排名第1;无论是影响因子绝对值还是相对排名,均有较大进步。

氧化铝基网状多孔陶瓷的制备及性能

将质量分数分别为56.25%的活性氧化铝、15%的高岭土、3.75%的氧化锆、25%的去离子水,外加 0.2%的FS和0.4%的CMC制备了涂覆料浆,研究了活性氧化铝粒径( d 50 =5.043、2.934和1.629 μm)对浆料流变性和触变性的影响,发现选用 d 50 =1.629 μm的双峰活性α-Al2O3(AMA - 10)较合适。然后以AMA - 10、高岭土和氧化锆为主要原料制备二次浸渍料浆,采用有机泡沫浸渍法结合二次真空浸渍技术制备了氧化铝网状多孔陶瓷试样,研究了 AMA - 10 含量对其性能的影响,并对试样的残余应力进行了有限元模拟分析。结果表明:活性氧化铝粒径越小且为多峰分布时,有助于提升涂覆浆料的触变性。采用二次真空浸渍技术可以显著提高氧化铝网状多孔陶瓷的力学性能、抗热震性和残余强度,且随着二次浸渍浆料中氧化铝含量的降低,陶瓷筋体外层残余应力由张应力逐渐变为压应力,有效抑制孔筋表面裂纹的扩展,使网状多孔陶瓷的耐压强度保持率显著提高。

引入不同粒度红柱石对Al2O3-SiC-C浇注料性能的影响

为了提高Al_2O_3-SiC-C铁沟浇注料的性能,在其配料中分别引入8～5、5～3、3～1和≤1 mm的红柱石,经成型、养护、干燥后,于1 450℃保温3 h热处理,然后检测试样的显气孔率、体积密度、烧后线变化率、常温抗折强度、弹性模量、抗热震性和抗渣性。结果表明:1)引入红柱石试样的显气孔率和体积密度均比未引入红柱石的小,烧后线膨胀率均比未引入红柱石的大。随着红柱石粒度的减小,显气孔率逐渐减小;体积密度呈先减小后增大的变化趋势,以引入5～3 mm红柱石试样的为最小;烧后线膨胀率呈先增大后减小的变化趋势,以引入5～3 mm红柱石试样的为最大。2)引入8～5 mm红柱石试样的常温抗折强度和弹性模量比未引入红柱石的小,其他试样的基本上比未引入红柱石的大;随着红柱石粒度的减小,试样的常温抗折强度和弹性模量逐渐增大。3)引入红柱石试样的抗热震性均比未引入红柱石的高;随着红柱石粒度的减小,抗热震性逐渐降低。4)各试样仅在渣-样交界处有轻微的侵蚀,引入不同粒度红柱石试样的抗渣性没有明显差别。

“第十六届全国耐火材料青年学术报告会”成功召开

由中国金属学会耐火材料分会、中钢集团洛阳耐火材料研究院、耐火材料杂志社、辽宁省人民政府工业特种资源保护办公室和先进耐火材料国家重点实验室主办,辽宁省大石桥市人民政府、营口青花集团、辽宁科技大学、营口金龙集团、辽宁中镁控股股份有限公司和辽宁省非金属矿工业协会承办,浙江自立新材料股份有限公司、山东圣川新材料科技股份有限公司、武汉善达化工有限公司、河南资源与材料产业协同创新中心协办的＂第十六届全国耐火材料青年学术报告会＂于2018年5月911日在辽宁省大石桥市丽华国际酒店成功召开。

发泡法制备轻质莫来石结合氧化铝空心球制品的性能研究

为了改善莫来石结合氧化铝空心球制品的隔热性能,以氧化铝微粉、二氧化硅微粉和≤3 mm的氧化铝空心球为主要原料,采用发泡法结合凝胶注模工艺制备了轻质莫来石结合氧化铝空心球制品,并研究了发泡时间(5、10、15和20 min)对试样的体积密度、气孔率、耐压强度、显微结构和热导率的影响。结果表明:合成试样的基质部分为气孔孔径50~100μm的多孔结构,与氧化铝空心球结合紧密;随着发泡时间增加,试样的气孔率增加,而体积密度、耐压强度和热导率降低;当发泡时间为20 min时,试样体积密度为0. 71 g·cm-3,气孔率为80. 2%,常温耐压强度为1. 81 MPa,600℃热导率为0. 467 W·m^(-1)·K^(-1)。

煤熔渣对镁铝尖晶石质耐火材料的侵蚀机制

为了实现水煤浆气化炉炉衬材料的无铬化,研究开发合适的耐火材料代替水煤浆气化炉用高铬砖,以尖晶石骨料及细粉、α-Al_2O_3微粉和轻烧Mg O微粉为原料,于1 600℃保温5 h烧成,制备了φ50 mm×40 mm、内孔为φ25 mm×25 mm的镁铝尖晶石质坩埚试样。采用静态坩埚法,借助XRD、SEM+EDS研究了高温煤熔渣对试样的侵蚀行为。结果表明:1)侵蚀后的镁铝尖晶石材料结构疏松,出现较明显的裂纹,煤熔渣完全渗入试样内部。2)经煤熔渣侵蚀后的镁铝尖晶石材料,物相组成发生变化,除原有的镁铝尖晶石外,还有新物相镁铁铝复合尖晶石相存在。3)煤熔渣对镁铝尖晶石材料的侵蚀机制是物理渗透为主,化学熔蚀为辅。

氧化铝溶胶浸渍法制备氧化铝纤维的工艺研究

为了制备高性能Al_2O_3纤维隔膜,以粘胶纤维为模板,以铝粉、氯化铝、酸性硅溶胶和去离子水制备的Al_2O_3质量分数为10%、15%和20%的氧化铝溶胶为浸渍液,采用浸渍法制备了氧化铝纤维,研究了浸渍液中Al_2O_3的质量分数和煅烧温度(500、900和1 300℃)对氧化铝纤维的影响。结果表明,粘胶纤维在w(Al_2O_3)=15%的Al_2O_3溶胶中浸渍,经1 300℃煅烧后的Al_2O_3纤维表面光滑,直径均匀,纤维的形态较好;随着煅烧温度的升高,Al_2O_3纤维由无定形态向晶态转变。

中间包耐火材料结构优化改进与实践

针对某钢厂中间包寿命低、安全性差等方面的问题,提出了将冲击桶更换为稳流器以增大冲击区容量,减小钢水对包壁的冲击力等措施。实践证明,改进后的中间包钢水对中间包局部的冲刷减少,增强了中间包的使用安全性,提高了钢材质量,此方案对于连铸中间包的设计、应用技术的进步具有一定借鉴意义。

低碳镁碳砖用于不锈钢钢包的生产实践

讨论了在不锈钢钢包工作层使用低碳镁碳砖取代富镁白云石不烧砖的可行性,并探讨了钢水的增碳量以及钢包保温性的改善问题,证实低碳镁碳砖配合保温性能更好的永久层材料,可以取代富镁白云石不烧砖用于不锈钢的生产。

浸渍锆盐法制备MgO-Cr_2O_3-ZrO_2砖的性能研究

为了进一步提高Mg O-Cr2O3砖的使用性能,以烧成电熔再结合Mg O-Cr2O3砖为基材,通过真空-常压浸渍浓度分别为1.5、2.0、2.5、3.0 mol·L-1的Zr OCl2溶液的方法引入Zr O2制备Mg O-Cr2O3-Zr O2砖,并对其进行了显气孔率、体积密度、常温强度检测及显微结构分析。结果表明:相比Mg O-Cr2O3砖,采用浸渍锆盐法制备的Mg O-Cr2O3-Zr O2砖气孔率大幅减小,致密度和常温强度也相应提高;通过浸渍法引入的Zr O2,以团聚方式分布在砖的骨料与基质结合部位以及基质的裂纹和气孔中,可以明显细化内部气孔孔径。

添加MgO对Al_2O_3-SiC-C砖抗氧化性的影响

鱼雷罐衬砖要求具有优良的抗热震性、抗渣性和抗铁水冲刷等性能。日本黑崎播磨公司的技术人员试验发现，在Al2O3-SiC—C砖中加入MgO，除了能使砖的抗热震性和加热线膨胀率提高之外，抗氧化性能也得到了提高，并分析了抗氧化性提高的机制。

ZrB_2-SiC复合陶瓷发热体的电性能与发热体表面温度之间关系的研究

按照ZrB2和SiC的质量比为7525配料,混料、烘干、热压烧结后,经线切割加工成ZrB2-SiC复合陶瓷直型发热体,研究了发热体的物相组成、微观形貌及在空气和氩气气氛下发热温度随电流电压的变化规律。结果表明,ZrB2-SiC复合陶瓷由均匀分布在ZrB2基体晶界处的SiC颗粒和尺寸小于10μm的等轴状基体ZrB2颗粒组成;在空气和氩气气氛下,ZrB2-SiC复合陶瓷发热体的温度均随电流、电压及加热时间的延长呈稳步增大趋势,同时空气气氛下发热体的电阻随温度升高而增大,并呈现线性变化;在空气和氩气气氛下,ZrB2-SiC复合陶瓷发热体表面温度分别达到1800和2200℃。同时,与铬酸镧和氧化锆发热体相比,其电压、电阻变化较小,电流较大。