原位合成方镁石-铁铝尖晶石材料的烧结工艺及性能研究

以镁砂细粉、Fe粉、Fe2O3粉和α-Al2O3粉为原料,采用原位合成法制备方镁石-铁铝尖晶石材料.不同气氛下烧成试验显示N2气氛是合成铁铝尖晶石的最佳气氛.通过XRD和SEM分析在N2气氛中不同热处理温度制备铁铝尖晶石材料的相组成及其显微结构,研究了烧结温度和铁加入量对试样烧结性能的影响.结果表明,试样在N2气氛中于1450、1500、1550℃下保温3h处理后都能原位合成出方镁石-铁铝尖晶石材料;烧结温度的提高有利于铁铝尖晶石的发育和试样烧结性能的提高;铁加入量为10%时烧结性能最佳.     

铝灰合成Sialon复合粉对铁沟浇注料性能的影响

用以铝灰为原料所制得的4种Sialon复合粉分别替换铁沟料原配方中的部分细粉,研究Sialon复合粉对铁沟浇注料性能的影响.结果表明,将合成的Sialon复合粉体用于A12O3-SiC-C质铁沟浇注料,可以显著提高其110 ℃×24 h和1 450 ℃×3 h处理后的常温物理性能,使其1 450 ℃×0.5 h氧化后的常温抗折强度升高,但会使试样的高温抗折强度有所降低.     

镁锆质耐火材料的性能研究

以电熔镁砂和锆英石为原料,研究锆英石质量分数和烧成温度对镁锆质试样物理性能的影响,利用X射线衍射、扫描电镜及能谱分析等手段对试样的物相组成和显微结构进行分析.结果表明,当锆英石质量分数为20%、烧成温度为1 650 ℃时,镁锆质试样具有最佳的物理性能;当锆英石质量分数超过20%,试样的物理性能和热震稳定性开始下降.试样的主要物相由t-ZrO2、方镁石和镁橄榄石组成,t-ZrO2晶粒与MgO晶粒交错分布,形成二相结构.     

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.     

烧结工艺对合成莫来石晶相结构的影响

讨论不同烧结温度和保温时间对利用铝厂工业污泥与硅石为原料合成的莫来石材料晶相结构的影响.采用XRD和SEM表征各试样的晶相组成和显微结构.实验结果表明:污泥和硅石经高温煅烧各试样最多存在3Al2O3.2SiO2,Al2O3.SiO2和α-Al2O33种晶相,分析结果确定最佳烧成温度为1 480℃,保温时间为5 h,该条件的合成料中3Al2O3.2SiO2的含量达86.8%.     

埋炭条件下C—Si系材料高温物理化学变化过程

以炭黑和单质硅为原料压制成试样,在埋炭条件下,分别于1 200,1 300,1 350,1 400,1 450,1 500 ℃下高温烧结,获得不同温度点合成样品.采用XRD分析技术研究试样的物相演变过程,从而对C-Si系原料在埋炭气氛反应过程中的物相变化和反应动力学机制进行研究.试验结果表明:试样中新生成的物相为SiC、石英相和方石英相,几乎没有Si3N4和Si2N2O相.其反应过程是:单质硅与O2生成SiO2、与C反应生成SiC、与CO反应生成SiC和SiO2;温度高于1 450 ℃时,SiO2又会与试样中剩余的C反应生成SiO和SiC.整个过程都伴随着方石英化过程.当温度高于1 450 ℃时,会发生硅的挥发.合成温度和原料配比是影响C-Si系原料合成产物的生成速率和生成量的重要动力学因素.     

MgO加入量和烧成温度对镁橄榄石材料物相组成和性能的影响

在镁橄榄石细粉中加入不同含量的电熔镁砂,以树酯为结合剂,在不同温度下进行烧成,制备镁橄榄石耐火材料.对烧成制品的物相组成、显气孔率、体积密度和常温耐压强度进行检测,研究不同电熔镁砂含量和烧成温度所制镁橄榄石的物相组成和性能.结果表明,随着镁砂含量的增加,镁橄榄石耐火材料的显气孔率逐渐增大;随着烧成温度的提高,镁橄榄石耐火材料的显气孔率逐步降低,有利于加速其合成.     

铁尾矿合成镁橄榄石质耐火材料的反应机理

针对铁尾矿的环境污染和资源再利用问题,提出了利用铁尾矿添加轻烧镁粉合成镁橄榄石质耐火材料的原料,使用综合热分析方法确定发生反应的温度区间,尤其确定了特征温度点,并以之为烧成终点温度烧制试样,利用XRD、SEM、EDAX等先进手段进行检测分析,最后综合分析了铁尾矿和轻烧镁粉生成镁橄榄石的反应机理,确定了镁橄榄石的主要生成区间在1 400-1 700 K.     

铁尾矿合成镁橄榄石质耐火材料的反应机理

针对铁尾矿的环境污染和资源再利用问题,提出了利用铁尾矿添加轻烧镁粉合成镁橄榄石质耐火材料的原料,使用综合热分析方法确定发生反应的温度区间,尤其确定了特征温度点,并以之为烧成终点温度烧制试样,利用XRD、SEM、EDAX等先进手段进行检测分析,最后综合分析了铁尾矿和轻烧镁粉生成镁橄榄石的反应机理,确定了镁橄榄石的主要生成区间在1400-1700 K。     

低温烧结Al2O3/3Y-TZP复合材料的力学性能

采用可低温烧成的高活性Al2O3以及ZrO2(x(Y2O3)=3%)粉料制备了m(Al2O3)m(3Y-TZP)=8515的复合材料.经成型后的试样在常压、1 350～1 500℃温度下2 h烧成,在1 425℃的相对低温下烧成就可获得相对密度大于0.99的烧结体.利用X射线衍射仪和扫描电子显微镜分别对试样的相组成和显微结构进行分析,研究了相组成和显微结构对Al2O3/3Y-TZP复合材料的力学性能的影响.分析结果表明,在1425℃温度下烧成的复合材料具有了最佳的力学性能,其抗弯强度、断裂韧性和维氏硬度分别达到856 MPa,7.4MPa·m1/2和16.4GPa.