结合系统对刚玉质浇注料显微结构及性能的影响

以板状刚玉骨料和细粉为主要原料,分别以硅微粉、Al2O3-SiO2凝胶粉和铝酸钙水泥为结合剂,制备了3组不同结合系统的刚玉质浇注料,研究了浇注料经不同温度热处理后的物相变化及物理性能,采用X射线衍射及扫描电镜技术研究了其相组成和显微结构特征.结果表明,以硅微粉为结合剂的浇注料在1100℃时有莫来石晶核析出;继续升温,莫来石长大并出现液相.以凝胶粉为结合剂的浇注料在1100℃时出现方石英,不利于莫来石的生成.以铝酸钙水泥为结合剂的浇注料经1500℃处理后,水泥矿物转化为六铝酸钙(CaO·6Al2O3,CA6)相,这种呈片状的CA6相在基质结构内部交叉穿插,有利于提高浇注料的高温抗折强度和抗热震性能.     

铝硅凝胶粉结合Al2O3-MgO质浇注料的性能研究

以电熔白刚玉和电熔镁砂为原料,以铝硅凝胶粉为结合剂制备Al2O3-MgO浇注料,研究铝硅凝胶粉加入量对Al2O3-MgO质浇注料线变化率、显气孔率、耐压强度和高温抗渣性能的影响.试验结果表明,当铝硅凝胶粉含量由2%增加到6%时,经110 ℃×24 h处理后,浇注料的耐压强度明显增大:1 100 ℃×3 h和1 600 ℃×3 h处理后,浇注料的线变化率逐渐减小,耐压强度逐渐增大,浇注料的高温抗渣性能明显提高.通过XRD和EDAX分析,对浇注料性能变化和抗渣机理进行了讨论.     

原位氮化生成Sialon结合刚玉浇注料的性能

以板状刚玉为骨料,电熔白刚玉细粉、水合氧化铝、Si粉和Al2O3微粉为基质,通过原位氮化反应制备了Sialon结合刚玉浇注料.研究了Sialon生成量对材料的常规物理性能、高温强度和抗热震性能的影响.用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分析了材料的物相组成和显微结构.结果表明:随Sialon生成量的增加,成型所需加水量增加,Sialon结合刚玉浇注料的常温抗折强度、体积密度下降,显气孔率略有增加,线变化率从微收缩到微膨胀;材料的高温抗折强度和抗热震性能明显提高,热震后的残余强度保持率从不含Sialon的纯刚玉浇注料的16%左右提高到50%左右.     

原位合成莫来石碳化硅系复合材料

以铝硅系天然矿物蜡石和天然石墨为原料,通过碳热还原法原位合成了莫来石碳化硅系复合材料·并对合成复合材料的韧性、抗压强度和抗渣侵蚀性能进行了测定·研究结果表明,通过向蜡石中添加适量的天然石墨,并将蜡石和天然石墨的混合物在氩气气氛下加热到1550℃以上时,可以很容易地合成莫来石碳化硅系复合材料;原位还原合成的碳化硅多呈球状,颗粒粒径在1μm左右且均匀地分布在生成的莫来石相中;与单一的莫来石材料相比较,合成的莫来石-碳化硅系复合材料的韧性、抗压强度和抗渣侵蚀性能明显提高·     

Al2O3-SiO2超微粉的性能分析及应用研究

以水玻璃和工业氯化铝为原料,采用沉淀法和真空冷冻干燥技术,在实验室制备Al2O3-SiO2二元超细粉体材料,采用XRD、TG-DSC、物理吸附仪等对其进行表征,并将其添加于莫来石-刚玉质耐火浇注料中进行性能分析.结果表明,用沉淀法和真空冷冻干燥技术可获得含迪开石相具有微孔的超细粉体;Al2O3-SiO2超细粉经1 200 ℃处理全部生成纳米晶莫来石;在莫来石-刚玉质耐火浇注料中加入0.25%～0.75%的Al2O3-SiO2超细粉有利于浇注料试样力学性能的提高;SEM分析表明,加入0.5% 超细粉,试样的基质与骨料在1 000 ℃时结合成一体,因而具有较好的力学性能.     

镁质复合滑板材料的研究与开发

以优质电熔镁砂、烧结镁铝尖晶石为主要原料,采用纸浆废液作为结合剂研究镁质复合滑板材料.为了提高材料的热震稳定性,在基质中加入一定量电熔镁砂、镁铝尖晶石和α-Al 2O 3细粉.原料经过混炼、成型、干燥后在1 760 ℃的高温隧道窑中烧成.通过对试样进行性能检测与分析得出结论:对于镁质复合材料,尖晶石以预合成形式或以再生形式加入在基质中,随着加入量增加,材料的热震稳定性都提高,常温耐压强度先降低后增大.     

高性能RH浸渍管挠注料的研究

采用致密刚玉（FDC）和电熔白刚玉（FWC）为主要原料,研究了活性α-AI2O3微粉、电熔镁砂（FM）细粉对RH浸渍管浇注料施工性能、力学性能的影响。研究表明,添加适量活性α-AI2O3微粉,能提高浇注料高、中、低温的力学强度,且对浇注的施工性能无明显的不利影响;而加入少量的电熔镁砂细粉,能调节浇注料的线变化率与低温强度。     

镁质复合滑板材料的研究与开发

以优质电熔镁砂、烧结镁铝尖晶石为主要原料，采用纸浆废液作为结合剂研究镁质复合滑板材料。为了提高材料的热震稳定性，在基质中加入一定量电熔镁砂、镁铝尖晶石和α—Al2O3细粉。原料经过混炼、成型、干燥后在1760℃的高温隧道窑中烧成。通过对试样进行性能检测与分析得出结论：对于镁质复合材料，尖晶石以预合成形式或以再生形式加入在基质中，随着加入量增加，材料的热震稳定性都提高，常温耐压强度先降低后增大。     

刚玉-尖晶石质浇注料烧成过程中的线膨胀行为

以电熔刚玉,氧化镁,硅微粉以及铝酸盐水泥为原料,制备了φ10 mm×50 mm的试样.在750~1450℃的温度下测量了试样的线膨胀率,研究了电熔刚玉粒度、氧化镁、水泥及硅微粉加入量对刚玉-尖晶石质浇注料烧成过程中线膨胀率的影响.研究结果表明:电熔刚玉粒度、氧化镁、水泥及硅微粉加入量对刚玉-尖晶石质浇注料的线膨胀率影响显著,增加电熔刚玉粒度和硅微粉的加入量,试样的线膨胀率减小,有效地抑制了刚玉-尖晶石质浇注料在烧成过程中的线膨胀行为;增加氧化镁和水泥的加入量,试样的线膨胀率呈增加趋势.     

纳米碳酸钙加入量对刚玉质浇注料性能的影响

以纯铝酸钙水泥为结合剂,研究纳米碳酸钙的加入量对刚玉质浇注料性能和显微结构的影响.结果表明,添加的纳米碳酸钙在热处理后与基质中的氧化铝反应形成片状的六铝酸钙,影响了浇注料的性能;随着纳米碳酸钙加入量的增加,在110℃热处理后浇注料的显气孔率和体积密度变化不大,耐压强度和抗折强度都略有增大,而在1000、1500、1600℃热处理后,浇注料显气孔率均逐渐增大,相应的体积密度均逐渐减小,耐压强度和抗折强度均逐渐降低.纳米碳酸钙的加入量能提高试样的强度保持率,但热震后试样的强度均明显降低;浇注料经1000～20℃一次水冷后强度保持率逐渐提高,热震性能有所改善;XRD和SEM分析结果表明,在高温热处理过程中纳米碳酸钙与刚玉反应形成片状的六铝酸钙,对结构产生不利影响,从而导致在高温热处理后,随着纳米碳酸钙加入量的增加,浇注料的显气孔率逐渐上升,强度逐渐降低.     

Research on application of different particle sizes of cordierite on castable refractory

Effect of different particle sizes of cordierite on properties of castable refractory by different heat treatment temperatures were investigated respectively with mullite and bauxite as raw materials,calcium aluminate cement as binders.After 24 h curing in mould and another 24 h curing at 110 ℃ after demoulding,the specimens were heat treated at 1 000 ℃,1 300 ℃ and 1 500 ℃ for 3 h,respectively.The bulk density(BD),permanent linear change(PLC),modulus of rupture(MOR)and clod crushing strength(CCS),thermal expansion coefficient and thermal shock resistance were examined.The results show that there is no obvious effect on adjusting permanent linear change and bulk density of castables by adding different particle sizes of cordierite at low temperature and intermediate temperature.Modulus of rupture of castable increase with the decreasing of the particle sizes of cordierite after heat treated by 1 000 ℃ and 1 300 ℃.In this experiment,thermal shock resistance of the castable with cordierite whose particle size is 0~1 mm is the best.     

碳热还原制备碳化硅纳米线

以二氧化硅粉和竹炭粉为原料,在无催化剂的条件下,于1 400℃下用碳热还原制备了SiC纳米线.采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和能谱(EDS)分析了该纳米线的形貌和化学组成,同时探讨了SiC纳米线的形成机理.结果表明,所制备的纳米线为β-SiC,纳米线直径为100～150 nm,长度可达数毫米.     

Purity of SiC powders fabricated by coat-mix

Silicon carbide powders were synthesized by the coat-mix process, with phenolic resin and silicon powders as starting materials. The effects of synthetic conditions, including sintering temperature and the molar ratio of resin-derived carbon to silicon on the composition and the purity of the resultant powders were investigated. The results show that a higher sintering temperature and an appropriate molar ratio of resin-derived carbon to silicon are favorable for producing high purity silicon carbide powders. It is found that the silicon carbide content increases slightly with increasing the sintering temperature during the solid-solid reaction. The temperature gradient plays an important role on this trend. When the sintering temperature is raised up to 1500℃, the formation of silicon earbide is based on the liquid-solid reaction, and high purity (99.8wt%) silicon carbide powders can easily be obtained. It can also be found that the optimum molar ratio of resin-derived carbon to silicon is 1:1.     

用粉煤灰合成不同组成的Sialon环境材料

以粉煤灰和炭黑为原料,采用碳热还原氮化法在1 350~1 550℃下保温6 h合成出不同组成的Sialon环境材料.研究了合成温度对材料相组成的影响,观察了其显微结构,并分析了粉煤灰的碳热还原氮化过程.研究结果表明:合成温度对材料的相组成影响显著;提高合成温度有利于莫来石的分解和Sialon的生成,通过控制加热温度可以合成不同组成的Sialon材料;1 350~1 400℃,1 450~1 500℃和1 550℃保温6 h可以分别合成(O′+β)-Sialon/莫来石、(X+β)-Sialon/刚玉和β-Sialon材料;在1 550℃下合成β-Sialon的平均粒径约为2~3μm.粉煤灰的碳...     

铝、硅添加对方镁石-铝镁尖晶石质免烧耐火材料性能的影响

采用电熔镁砂和电熔尖晶石为主要原料,以葡萄糖和水合硫酸铝为复合结合剂,以金属铝粉和单质硅为添加剂,制备方镁石-铝镁尖晶石质免烧耐火材料,研究了不同热处理温度下铝加入量及硅铝复合添加对耐火材料显微结构、烧结性能及力学性能的影响。结果表明,随着铝粉加入量的增加,方镁石-铝镁尖晶石免烧耐火材料经不同温度处理后的线膨胀率、常温抗折强度和常温耐压强度增加,并且高温抗折强度也不断提高;另外,金属铝和单质硅的添加会引起耐火材料在升温过程中的增重并减少材料的体积膨胀,从而进一步提高材料的常温力学性能。     

工艺因素对煤矸石莫来石化的影响

以天然煤矸石为原料采用粉末烧结法制备莫来石,利用XRD、SEM对烧成试样进行表征,并检测其显气孔率及体积密度,分析原料粒度和烧成温度等工艺因素对所制莫来石的致密化程度、物相组成以及显微结构的影响。结果表明,煤矸石粉料的粒度越小,大小越均匀,烧成试样的致密化程度就越高;烧成温度达到1250℃时试样中有莫来石相生成,烧成温度超过1500℃后,试样中主晶相为莫来石,但试样体积密度低,显气孔率高;在1600℃×3h的烧结条件下可获得体积密度为2.81g/cm3、显气孔率为6%的压块烧成莫来石,其中柱状自生长莫来石晶体呈交织网络状结构分布,晶粒大小为5~14μm。     

新能源硅产业碳化硅切割废料回收利用研究进展

 随着硅片需求量迅速增加,其在切割过程中使用切割液形成了大量的切割废液.对新能源硅产业生产切割技术概况、碳化硅切割废料在线回收工艺和离线回收工艺进行论述.重点介绍切割废液离线回收工艺中的物理法和化学法及研究展望.结果表明,国内外对切割废液的回收利用从单一回收碳化硅到综合回收碳化硅、聚乙二醇和硅已成为发展的趋势.切割废液的离线回收工艺中物理法具有能耗小、工艺简单、设备造价低和易于工业化等优点.其中选择有效的捕收剂利用泡沫浮选技术分离方法,操作简单,分离效率高,具有潜在应用价值,是当前研究重点.化学法通过原料的转化,在制得新产品同时回收碳化硅物料,物料回收纯度高,具有一定的潜力,需要作进一步研究.     

箱式电热炉温场分析与模拟

文章利用热辐射原理,采用热平衡法对箱式电热炉炉内温场进行了分析与模拟,计算中将发热硅碳棒分解为无数微元发热面与烧结制品进行辐射换热,依据辐射强度定律,计算了硅碳棒对烧结品辐射的能量,同时,考虑了炉膛内壁对烧结制品的影响;通过对表面间辐射角系数的计算,进而得出炉膛内壁对烧结品辐射的能量;建立了烧结体接收能量的数学模型,并用计算机进行了模拟计算;结果表明,依据模拟结果来优化硅碳棒的分布,可使结构设计更加合理,进而可以获得分布均匀的炉内温场。     

熔融石英晶化抑制与烧结性能

以＜0.040 mm的熔融石英粉体为原料,以五氧化二磷、氧化钛、氧化铝、硼酸、氮化硅为添加剂,试样成型压强为50 MPa,试样经1200 ℃、1300 ℃、1400 ℃、1500 ℃分别保温1小时烧成,对烧后试样进行抗折强度、气孔率、热膨胀率、XRD、SEM的测定,研究添加剂种类与含量对熔融石英晶化与烧结性能的影响.试验结果表明:对于1300 ℃烧结后的试样,添加剂氧化铝、氮化硅的引入对熔融石英的晶化具有明显的抑制作用.引入氧化钛、氮化硅的熔融石英试样的抗折强度较高,具有较好的烧结性能.引入五氧化二磷的试样烧结程度差,该添加剂具有促进熔融石英晶化的作用.