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《Sialon结合SiC耐火材料的高温碱侵蚀行为.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第卷第期中南矿冶学院学报年月一结合耐火材料的高温碱侵蚀行为曹顺华黄和平赵慕岳杨洁中,,南工业大学粉末冶金研究所长沙夏彪冶金部冷水滩耐火材料厂摘要研究了米用新工艺合成的低成本结合耐火材料在和‘时的碱使蚀动力学及碱使蚀机理研究发现,耐火材料在·时的吸碱蚤低于‘时的吸碱量这归结于在时沉积碳部分地还原了,从而阻碍了碱对耐火材料的使蚀付火材料付碱侵蚀能力高于衬火材料关键词结合衬火材料碱使蚀动力学中图法分类号·现,用耐火材料的成本昂贵这在相当程度上成为其大规模工业应用的障碍为解决,,这一问题中南工业大学粉末冶金研究所探索出制备耐火材料的新工艺,使其成本降低左右且室温耐压强度超
2、过了,、,然而由于焦炭矿石和石灰石等原料带进的碱主要是在高炉内富集使得碱侵蚀成为左右内衬材料服役寿命的关键指标,,,,田约占另外,也等有色金属氧化物在熔融状态下的碱性较强导致了有色冶炼炉内衬材料的大量损毁因此,作者对合成的材料的高温碱侵蚀行为进行了研究实验方法试样制备,在油,将结合相原料和碳化硅颗粒按适当的比例混合均匀压机上模压成型再在含氮气。材料,氛中将此合成的经表面处理后即得到试样试样尺寸为碱侵蚀试验将试样埋入重量比为的碳酸钾、焦碳粉的混合物中碱侵蚀的气氛为,升温速度收稿一一,男,日期第作者曹顺华岁讲师卞中国有色金属工业总公司高校科研基金资助项目中南矿冶学院学
3、报年月,为一并在规定的碱侵蚀温度下保持恒温碱侵蚀后的试样在缓慢流动的水槽中,。冲洗后再在去离子水槽浸泡重复上述过程直到附在试样表面的水膜失去碱性‘,用试纸检查为止尔后将试样置于干燥箱中在下干燥碱侵蚀可用试样增重表示试样碱侵蚀后的重量一试样原重试样碱侵蚀增重么试样原重,另外用射线衍射仪对试洋进行物相分析实验结果与讨沦材料的高温碱侵蚀机理,图为材料在碱处理前后的射线衍射分析结果可以看出试样经碱处理之前,为上晶相,为次晶相另外,还存在少量多型体相这表明由,,,和所组成的结合相原料经氮化后都已转化为相并将颗粒粘结起来形成,,了材料试样经碱处理后腐蚀层中及多型体相的衍射峰高
4、均,,有下降且以后二者的下降幅度较大表明材料受到了碱侵蚀形成了新物相户和仁’〕,,据报道对于含和氧化物为主的耐火材料产生碱侵蚀的最低温度大约在,,左右因此在试验温度下耐火材料的碱侵蚀过程必然发生,,当碱介质混合物被加热到一定温度后由于工业氮气中存在一定的氧必,,,,四种气相,且以,,然与碳发生氧化反应使该体系的气相中含为主,,在高温下将耐火材料的基体氧化即、,,、‘一,‘‘,·,,‘一二,一匕八口囚十乙一花万七叹,一。二、乙音音⋯火夕一普·一音第卷第期曹顺华等结合耐火材料的高温碱侵蚀行为·,,,、反应式分别与反应式的生成物相同且碱消耗掉的莫来石量也一样,,。,因此
5、生成的户和是导致试样吸收碱后重量增加的原因其中当碱‘,。侵蚀温度低于时碱对材料的侵蚀是通过与基体的氧化物间的直,则是通接作用进行的而在更高的温度下过这一过程实现碱侵蚀过程材料高温碱侵蚀动力学图为材料在不同温度下碱侵蚀动力学曲线材料吸碱后的增重与时间呈周‘‘,,期性地变化可以发现在相同的侵蚀时间时的试样增重明显高于时的增重’℃时的,,变化剧烈而时则相对平缓得多且前者有继续增大的趋势,。、根据上述对材料碱侵蚀机理的认识侵蚀产物户白榴石及沉积与,,未侵蚀基体间产生显著的体积膨胀闭在界面处形成裂纹并沿孔隙扩展导致结构剥落脱落,“”,后又露出基体的新表面接着重复氧化碱侵蚀剥
6、落这一过程这可从图中得到反映洲人、川犷贯分,份火匕分尸匕尸洲州丫‘留图试样在碱侵蚀前后的射线衍射谱图不同温度下试样碱使性增重△与—▲——时间的关系△口一‘——℃△——‘’。,从碱侵蚀机理还可以发现和个温度下的碱侵蚀机理有一定的差异前‘。,。,者的侵蚀介质为沉积的部分参与反应而在时直接被材料吸收的是‘,沉积的只要达到左右即可将还原为金属钾蒸气阻碍了被基体吸收的过,程从而吸碱后增重较小试验结果表明,研究中采。,,用的材料对于℃的碱侵蚀条件碱饱,和增重为而与其相对密度相近的材料的碱饱和增重却为困这充分证,明合成的材料的耐碱侵蚀能力优异结论‘·,材料在和时的碱侵蚀产物相同
7、侵蚀机理稍有变化前中南矿冶学院学报年月者通过对材料基体的直接作用实现碱侵蚀过程而后者则是通过这一过程实现的‘,,,时沉积碳对的还原作用阻碍了碱侵蚀过程而在时不出现这一现象“材料的碱侵蚀动力学过程遵循着基体氧化碱侵蚀结构剥落基体”新表面氧化这一周期性过程采用新工艺合成的材料的耐碱侵蚀性能优异参考文献,,佐佐木茂弋著高炉内碱的性状赵日广译国外耐火材料。一,,著世界高炉碳化硅耐火材料使用情况吕峻译国外耐火材料··韩行禄,刘景林耐火材料应用北京冶金工业出版社坂口雅幸著高炉用赛隆结合碳化硅桂明玺译国外耐火材料卜‘、,,加。日著碳化硅耐火材料抵抗一氧化碳碱和炉渣的能力吴文章译
8、国外耐火材
