铝碳耐火材料力学性能优化研究进展 被引量：7

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作者 高陟 潘磊 +2 位作者 马北越 王作创 杨勤 《钢铁研究学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期27-34,共8页

铝碳耐火材料是冶金连铸、铁水包、中间包等部位常用的耐火材料,因其使用环境恶劣,对强度、抗热震性、抗渣侵蚀性等各项性能的要求都较高。优化铝碳耐火材料的力学性能能降低因机械应力引发的物理损毁和热应力引发的热震损毁,直接影响... 铝碳耐火材料是冶金连铸、铁水包、中间包等部位常用的耐火材料,因其使用环境恶劣,对强度、抗热震性、抗渣侵蚀性等各项性能的要求都较高。优化铝碳耐火材料的力学性能能降低因机械应力引发的物理损毁和热应力引发的热震损毁,直接影响使用寿命。优化耐火材料的原料是易实现且高效的研究方向。从制备铝碳耐火材料的3种原料出发,分别从催化改性结合剂、添加纳米碳源和使用高效添加剂3个角度介绍了铝碳耐火材料力学性能优化的研究进展。最后对利于铝碳耐火材料工业化生产的研究方向进行了建议和展望。 展开更多

关键词 铝碳耐火材料 力学性能 催化改性结合剂 纳米碳源 高效添加剂

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连铸用铝碳耐火材料微结构调控研究进展 被引量：2

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作者 王玉龙 王周福 +2 位作者 王玺堂 刘浩 马妍 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期63-72,共10页

铝碳耐火材料是连铸高温功能部件的常用材料之一,但随着钢铁连铸技术的不断发展,传统材料已不能满足要求。因此研究者常通过对原料的设计和工艺参数的优化使耐火材料在一定温度下具有特定的碳质原料自身结构、衍生碳结构和原位生成陶瓷... 铝碳耐火材料是连铸高温功能部件的常用材料之一,但随着钢铁连铸技术的不断发展,传统材料已不能满足要求。因此研究者常通过对原料的设计和工艺参数的优化使耐火材料在一定温度下具有特定的碳质原料自身结构、衍生碳结构和原位生成陶瓷相结构,即通过微结构调控的方法使材料具备良好的力学性能和抗热震性能,从而使铝碳功能部件适应连铸技术的发展需要。铝碳耐火材料的碳质原料结构按照特征可分为宏观片状、蠕虫状、纳米球状、管状等众多类型。研究表明,虽然具体机制不同,但这些特殊结构的存在通常对材料抗热震性能的提升有一定积极作用。衍生碳结构根据产生途径可分为残留的碳原子聚集体和气相沉积而成的新碳结构。对于酚醛树脂产生的碳原子聚集体,其本身难以石墨化,因此研究主要集中在催化石墨化方向。对于气相沉积碳,因为其生成常需要催化剂,所以研究主要集中在催化剂的催化机理及其对沉积碳结构的调控方向。而研究亦发现石墨化碳和气相沉积碳的存在往往有利于材料力学性能和抗热震性能的提升。原位生成陶瓷相结构依据控制因素可分为遗传控制和条件控制两类。前者结构与反应物原结构类似,受限制较大。而后者结构受工艺条件的影响更显著,更满足微结构调控的需要。一般认为,各原位陶瓷相的存在均与力学性能的提升联系紧密。而材料的力学性能及抗热震性能除了受到微结构形态特性影响外,还受到结构的物相特性及其分布等因素的影响。因此,必须采用合适的原料和工艺手段对特定微结构的形态、物相和分布进行整体调控以确保材料性能的提升。本文归纳了连铸用铝碳耐火材料中微结构调控的研究进展,分别对碳质原料自身结构、衍生碳结构、原位生成陶瓷相结构以及影响材料力学等性能的其他� 展开更多

关键词 连铸用铝碳耐火材料 微结构调控 原料设计 工艺参数优化 高温功能部件

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赛隆-碳化硅系复合材料的合成及其应用 被引量：14

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作者 于景坤 戴文斌 戴淑平 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第9期824-827,共4页

以蜡石和碳黑为原料,通过碳热还原法合成了赛隆-碳化硅系复合材料,将其作为添加剂应用于Al2O3 C系不定形耐火材料中·考察了加热温度对赛隆-碳化硅系复合材料合成过程的影响以及添加赛隆-碳化硅系复合材料对耐火材料性能的影响·... 以蜡石和碳黑为原料,通过碳热还原法合成了赛隆-碳化硅系复合材料,将其作为添加剂应用于Al2O3 C系不定形耐火材料中·考察了加热温度对赛隆-碳化硅系复合材料合成过程的影响以及添加赛隆-碳化硅系复合材料对耐火材料性能的影响·研究结果表明,通过向蜡石中添加适量的碳黑,并将蜡石和碳黑的混合物在氮气气氛下加热到1540℃时,可以很容易地合成赛隆-碳化硅系复合材料·通过添加适量的赛隆 碳化硅系复合材料,Al2O3 C系不定形耐火材料的抗氧化性能、抗渣侵蚀性能以及高温抗折强度均得到了明显的改善· 展开更多

关键词 赛隆 碳化硅 复合材料 合成 A12o3—c系耐火材料

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耐火材料的抗碱侵蚀性研究进展 被引量：1

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作者 钱凡 李红霞 +5 位作者 郭海荣 于建宾 李坚强 马渭奎 马北越 杨文刚 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期66-77,共12页

碱侵蚀是高炉、回转窑、匣钵等高温装置重要部位损毁的主要原因,不同于熔渣导致的溶解侵蚀和物理冲刷导致的蚀损,碱侵蚀有着其特殊的作用机制。本文首先介绍了碱的物理性质并计算了其与耐火氧化物反应的吉布斯自由能和体积效应,以此为... 碱侵蚀是高炉、回转窑、匣钵等高温装置重要部位损毁的主要原因,不同于熔渣导致的溶解侵蚀和物理冲刷导致的蚀损,碱侵蚀有着其特殊的作用机制。本文首先介绍了碱的物理性质并计算了其与耐火氧化物反应的吉布斯自由能和体积效应,以此为出发点综述了碱对典型高温装置关键部位的侵蚀过程及机制,并概述了碱性耐火材料、铝硅系耐火材料、非氧化物耐火材料、新型合成材料抗碱侵蚀的研究与应用新进展,同时对比了几种国内外抗碱侵蚀标准或方法,最后对耐火材料抗碱侵蚀性研究提出了几点建议。 展开更多

关键词 碱金属 炉衬 匣钵 al_(2)o_(3)-Mgo-cao系材料 抗碱评价

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纤维增强刚玉耐火材料制备及其显微结构 被引量：3

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作者 王玺堂 夏霞云 刘新敏 《耐火材料》 CAS 北大核心 1997年第2期63-65,72,共4页

采用国产硅酸铝纤维和多晶莫来石纤维，利用传统的工艺制备了纤维增强氧化铝基耐火材料。研究了纤维的种类、加入量对其性能的影响，进行了显微结构的初探。结果表明，纤维引入耐火基质中能显著地提高材料的强度，且随着纤维加入量的增... 采用国产硅酸铝纤维和多晶莫来石纤维，利用传统的工艺制备了纤维增强氧化铝基耐火材料。研究了纤维的种类、加入量对其性能的影响，进行了显微结构的初探。结果表明，纤维引入耐火基质中能显著地提高材料的强度，且随着纤维加入量的增加试样强度大幅度增加。试样中的纤维经1500℃烧后仍交错分散在基质中。 展开更多

关键词 耐火纤维 氧化铝 耐火材料 纤维增强 显微结构

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添加锰粉对铝碳耐火材料抗氧化性的影响 被引量：3

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作者 郭贵宝 宋希文 +1 位作者 赵文广 安胜利 《包头钢铁学院学报》 2004年第2期118-121,共4页

石墨和结合碳的氧化是铝碳耐火材料在使用中损坏的重要原因之一 研究了锰粉在铝碳耐火材料中的行为以及作为抗氧化剂的作用 ,并与仅添加Si或Al试样的性能相比 ,添加Mn试样的抗氧化性明显增大 ,且Mn的含量为 3%左右 ,复合添加Si和Mn试... 石墨和结合碳的氧化是铝碳耐火材料在使用中损坏的重要原因之一 研究了锰粉在铝碳耐火材料中的行为以及作为抗氧化剂的作用 ,并与仅添加Si或Al试样的性能相比 ,添加Mn试样的抗氧化性明显增大 ,且Mn的含量为 3%左右 ,复合添加Si和Mn试样的抗氧化性均有大大提高 在高温下Mn在含碳材料中能促进易被氧化的石墨边棱活性炭、结合剂残碳形成难被氧化的C—C键结构 ,使含锰试样抗氧化大大提高 。 展开更多

关键词 锰粉 石墨 al2o3-c耐火材料 添加剂 氧化

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添加剂及温度对Al_2O_3－C质耐火材料中SiC晶须形成的影响 被引量：2

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作者 王天明 邹宗树 +2 位作者 李殷泰 蔡锡年 窦叔菊 《炼钢》 CAS 北大核心 1996年第1期25-28,共4页

通过实验研究了加入特殊硅，活性炭等及温度对Ａｌ２Ｏ３－Ｃ质耐火材料中ＳｉＣ晶须形成的影响。结果表明，加入特殊硅及活性炭可使ＳｉＣ晶须发育得更好，并且Ａｌ２Ｏ３－Ｃ质耐火材料中ＳｉＣ晶须形成的适宜温度应在１２００℃＜Ｔ... 通过实验研究了加入特殊硅，活性炭等及温度对Ａｌ２Ｏ３－Ｃ质耐火材料中ＳｉＣ晶须形成的影响。结果表明，加入特殊硅及活性炭可使ＳｉＣ晶须发育得更好，并且Ａｌ２Ｏ３－Ｃ质耐火材料中ＳｉＣ晶须形成的适宜温度应在１２００℃＜Ｔ＜１４００℃之间。 展开更多

关键词 耐火材料 碳化硅 晶须 氧化铝 碳 添加剂 温度

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硅粉加入量对碳纤维增强铝碳耐火材料显微结构和强度的影响 被引量：3

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作者 张红 李楠 鄢文 《硅酸盐通报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第6期2011-2015,2032,共6页

以电熔白刚玉、石墨、硅粉和碳纤维为主要原料,通过固定刚玉细粉和硅粉总含量(29%),改变硅粉加入量(0~20%)制得了六组碳纤维增强铝碳耐火材料。采用XRD、SEM及EDS等研究了硅粉加入量对不同温度处理后材料物相组成、显微结构及强度的影... 以电熔白刚玉、石墨、硅粉和碳纤维为主要原料,通过固定刚玉细粉和硅粉总含量(29%),改变硅粉加入量(0~20%)制得了六组碳纤维增强铝碳耐火材料。采用XRD、SEM及EDS等研究了硅粉加入量对不同温度处理后材料物相组成、显微结构及强度的影响。结果表明:(1)220℃热处理后,硅粉含量低于8%时,抗折耐压强度变化不大;硅粉的含量高于8%时,抗折与耐压强度均降低。(2)1400℃热处理后,当硅粉含量从0增加到8%时,耐压强度与抗折强度均得到明显改善。而当硅粉量进一步增加时,试样出现裂纹,强度显著下降。(3)综合考虑,硅粉的最佳加入量为8%,此时经220℃、1400℃热处理后材料具有最好的抗折强度及耐压强度。 展开更多

关键词 硅粉加入量 碳纤维复合铝碳耐火材料 显微结构 强度

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SiC_w在Al_2O_3-C复合耐火材料中原位生长的实验研究

9

作者 陈卫武 邹宗树 王志强 《华东冶金学院学报》 1997年第4期471-478,共8页

通过引入金属Si和活性C对SiC晶须在Al2O3－C复合耐火材料中的原位生长进行了实验研究．利用SEM结合电子探针（EMA）研究了SiCw在Al2O3－C复合耐火材料中的原位生长机理，提出LS生长机理．讨论了SiCw在Al2O3－C复合耐火材料中的原位生长... 通过引入金属Si和活性C对SiC晶须在Al2O3－C复合耐火材料中的原位生长进行了实验研究．利用SEM结合电子探针（EMA）研究了SiCw在Al2O3－C复合耐火材料中的原位生长机理，提出LS生长机理．讨论了SiCw在Al2O3－C复合耐火材料中的原位生长的热力学条件和晶须生长的动力学控制环节． 展开更多

关键词 al2o3-c 耐火材料 SIcW 原位生长 晶须生长

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湿化学法制备锆铝质耐火材料的抗热震性研究

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作者 徐利华 连芳 +3 位作者 李文超 聂桂秋 何汝生 白纪周 《耐火材料》 EI CAS 北大核心 2000年第3期133-136,共4页

采用湿化学方法制备了不同团聚度的氧化锆粉体 ,并将其复合到氧化铝基体中 ,旨在引入弥散氧化锆所伴随产生的微裂纹来代替传统刚玉耐火材料中的结构微气孔 ,以提高材料的抗热震性能。研究表明 ,以水清洗工艺所获材料的抗热震性能明显优... 采用湿化学方法制备了不同团聚度的氧化锆粉体 ,并将其复合到氧化铝基体中 ,旨在引入弥散氧化锆所伴随产生的微裂纹来代替传统刚玉耐火材料中的结构微气孔 ,以提高材料的抗热震性能。研究表明 ,以水清洗工艺所获材料的抗热震性能明显优于酒精清洗工艺 ,其原因在于前者对团聚氧化锆形成有利。同时 ,还对该类复合材料的抗热震机理、热震性能表征作了深入分析。 展开更多

关键词 湿化学法 耐火材料 抗热震性 锆铝质

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高耐蚀性整体塞棒在莱钢炼钢厂的开发与应用

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作者 张海波 《冶金信息导刊》 2019年第1期17-19,共3页

为改进铝碳质整体塞棒的抗钢水冲刷性,在材料中引入了金属复合粉体,并用改进后的整体塞棒进行了现场试验。首先对改进前后铝碳材料的性能进行了测试,并用SEM分析了改进整体塞棒的显微结构。结果表明,铝碳材料中引入金属铝和硅的复合粉体... 为改进铝碳质整体塞棒的抗钢水冲刷性,在材料中引入了金属复合粉体,并用改进后的整体塞棒进行了现场试验。首先对改进前后铝碳材料的性能进行了测试,并用SEM分析了改进整体塞棒的显微结构。结果表明,铝碳材料中引入金属铝和硅的复合粉体,可以提高材料的常温和高温强度,降低材料的气孔率,而热膨胀系数仅有轻微的增加;与普通铝碳材料相比,用改进材料制成的塞棒头具有较高的抗钢水冲刷性,采用该塞棒连浇12h后棒头表面光滑,没有明显的侵蚀发生,完全可以满足炼钢厂连续浇铸的需要。 展开更多

关键词 高耐蚀性 整体塞棒 铝碳材料 复合金属粉

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钾霞石与白榴石对铝碳材料影响的量化从头算

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作者 徐桂英 厉英 杜鹤桂 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第1期41-44,共4页

应用量子化学从头算方法探讨了Ａｌ２Ｏ３－Ｃ材料的碱蚀产物钾霞石与白榴石对Ａｌ２Ｏ３－Ｃ材料的物理、化学性能的影响机理，给出了合理的微观解释．研究表明，Ａｌ２Ｏ３－Ｃ材料在高温碱蚀条件下，其中的Ａｌ２Ｏ３和ＳｉＯ２与Ｋ... 应用量子化学从头算方法探讨了Ａｌ２Ｏ３－Ｃ材料的碱蚀产物钾霞石与白榴石对Ａｌ２Ｏ３－Ｃ材料的物理、化学性能的影响机理，给出了合理的微观解释．研究表明，Ａｌ２Ｏ３－Ｃ材料在高温碱蚀条件下，其中的Ａｌ２Ｏ３和ＳｉＯ２与Ｋ２Ｏ或Ｋ２ＣＯ３形成ＫＡｌＳｉＯ４及ＫＡｌＳｉ２Ｏ６Ｆ６．使原Ａｌ２Ｏ３中的原子间距增大，结构改变，原子间结合力大大下降．原Ａｌ２Ｏ３的Ａｌ－Ｏ键序值Ｂｏｎ＝０．１１６６１９变为钾霞石中Ｋ－Ｏ的Ｂｏｎｍａｘ＝０．０８９３７２，白榴石中Ｋ－Ｏ的Ｂｏｎｍａｘ＝０．０２１０８７．从而造成原耐火材料的碱蚀破坏． 展开更多

关键词 钾霞石 白榴石 铝碳材料 量化从头算 耐火材料

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