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| 耐火材料新型原料的開(kāi)發(fā)和利用 |
| 來(lái)源：中國粉體技術(shù)網(wǎng) 更新時(shí)間：2015-02-21 16:47:11 瀏覽次數： |
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（中國粉體技術(shù)網(wǎng)/遠志）為了滿(mǎn)足耐火材料發(fā)展的需要，新型原料不斷出現，尤其是復合型原料、碳質(zhì)原料、超細粉體原料、輕質(zhì)原料、結合劑和外加劑等。下面分別予以簡(jiǎn)要介紹。
1 合成鐵鋁尖晶石
鐵鋁尖晶石(FeAl2O4)是近年來(lái)研究開(kāi)發(fā)出的一種合成耐火材料，它具有很好的柔韌性，其斷裂能比鎂鉻磚高很多，是鎂鋁尖晶石磚或鎂鋁磚的6倍，從而更能適應窯殼的變形；同時(shí)，鐵鋁尖晶石易與水泥熟料反應生成高黏度的C2F 和C4AF，使其具有良好的掛窯皮性。
2 合成鋅鋁尖晶石
鋅鋁尖晶石具有高熔點(diǎn)(1950℃)，較低的熱膨脹系數(25～900℃，7.0×10-6℃)、高的熱穩定性及優(yōu)異的抗侵蝕性，還可以改善銅液對Al2O3的浸潤性。與鎂鋁尖晶石顯著(zhù)的不同是，鋅鋁尖晶石不僅對堿性渣有較強的抵抗作用，而且對酸性渣同樣具有較強的抵抗作用，如鋅鋁尖晶石在SiO2 存在時(shí)，也不會(huì )產(chǎn)生低熔點(diǎn)物相，從而具有較強的抗SiO2 侵蝕能力。許川等以ZnO和Al(OH)3 為原料，采用固相反應法在1400℃3 h 的最佳燒結條件下合成出了鋅鋁尖晶石粉體，其晶體呈立方晶粒，晶形發(fā)育完整，平均粒徑為15um。鋅鋁尖晶石在高溫工業(yè)中已有一定的應用，如作為鋼液中銅元素的過(guò)濾器，替代含鉻莫來(lái)石質(zhì)原料制備高爐陶瓷杯材料等。
3 氧化鎂-非氧化物復合原料
氧化鎂質(zhì)耐火材料耐高溫、抗堿性渣性能好，非常適合在苛刻條件下工作，但最大的缺點(diǎn)是由于熱膨脹系數大導致其抗熱震性差，不能經(jīng)受多次熱沖擊。相比之下，SiC、B4C、AlN、Si3N4 等材料具有較高的導熱系數和較低的熱膨脹系數，正好可以彌補氧化鎂質(zhì)材料的缺點(diǎn)，且具有對熔融金屬的潤濕性差、抗鋼水和抗渣侵蝕性強等優(yōu)良性能，與氧化鎂質(zhì)材料復合，有望成為新一代兼具優(yōu)良抗熱震性和抗侵蝕性的耐火材料，在鋼鐵工業(yè)中具有良好的應用前景。這類(lèi)材料包括MgO-AlN、MgO-B4C、B4C-MgO。將B4C-MgO復合粉體添加到低碳鎂碳磚中，發(fā)現這種低碳鎂碳磚的抗氧化性要優(yōu)于添加市售碳化硼和金屬Al 粉的低碳鎂碳試樣。
4 剛玉-Si3N4 復合原料
純剛玉材料的抗熱震性和抗渣侵蝕性等性能都不理想，而氮化硅的熱膨脹系數較小，與鋼液或熔渣的潤濕性差，將剛玉與氮化硅復合可制備出兼有剛玉和氮化硅各自特點(diǎn)的剛玉-氮化硅復合材料。這是一種非常有前途的高爐陶瓷杯用耐火材料。
5 B4C-C 復合原料
炭素材料具有熱穩定性高、耐腐蝕、抗熱沖擊等優(yōu)良性能，但高溫下易氧化。B4C由于與氧的親和力高，以及對炭素材料具有明顯的促進(jìn)石墨化作用，可在較低的溫度下獲得較好的石墨化處理效果，因此被廣泛用作炭素材料的抗氧化添加劑，以提高炭素材料的高溫性能，并使其具有自愈合和抗氧化能力。
6 SiAlON 復合原料
SiAlON材料具有優(yōu)異的力學(xué)性能、熱學(xué)性能、化學(xué)穩定性以及耐高溫、抗熱震性能等，主要有四種類(lèi)型α-SiAlON、β-SiAlON、0'-SiAlON和SiAlON多形體等，其中最常見(jiàn)的類(lèi)型為β-SiAlON。通過(guò)相的調節、合理配置與補強，利用不同組成相在結構和性能上的差異進(jìn)行優(yōu)勢互補與疊加，出現了大量具有更加優(yōu)越的綜合性能的賽隆復合材料，如SiAlON-SiC 、SiAlON-Ti(N ， C) 、α/β-SiAlON 、SiAlON-MgAlON 、SiAlON-BN 、SiAlON-A1ON等。如β-SiAlON在單相SiAlON中具有最高的室溫斷裂韌性，具有比β-Si3N4更優(yōu)的抗熱震性，抗氧化性明顯優(yōu)于Si3N4，且有很高的抗熔融金屬侵蝕能力。因此，β-SiAlON-SiC復合材料具有比Si3N4-SiC復合材料更優(yōu)的高溫強度、抗氧化能力、抗熱震性等性能。β-SiAlON-SiC復合材料綜合了β-SiAlON與SiC的優(yōu)點(diǎn)，尤其在高溫下更為突出。
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