稀土氧化物對(duì)鎂質(zhì)耐火材料性能和結(jié)構(gòu)影響的研究.pdf

1、本文綜述了堿性耐火材料的特點(diǎn)以及稀土氧化物在高溫結(jié)構(gòu)材料和耐火材料中的研究和應(yīng)用現(xiàn)狀。以此為基礎(chǔ)，研究了添加稀土氧化物對(duì)鎂質(zhì)耐火材料、鎂尖晶石耐火材料性能的影響，并借助于掃描電子顯微鏡(SEM)、能譜分析儀(EDS)、X-射線衍射儀(XRD)等測(cè)試手段對(duì)所制備材料的顯微結(jié)構(gòu)、物相組成進(jìn)行觀察和分析。 以電熔鎂砂和稀土氧化物粉末(Y2O3、La2O3、Nd2O3、CeO2)為原料，研究了稀土氧化物對(duì)鎂質(zhì)耐火材料燒結(jié)性能、力學(xué)性能和

2、高溫性能的影響。結(jié)果表明：(1)適量的稀土氧化物可有效促進(jìn)鎂質(zhì)耐火材料的燒結(jié)，增強(qiáng)材料的致密化特性。(2)從位移量—溫度曲線變化趨勢(shì)可以推理出：適量的稀土氧化物有利于增強(qiáng)材料抵抗高溫和荷重同時(shí)作用的能力，但過多的稀土氧化物反而會(huì)降低其抵抗能力。(3)和未加稀土氧化物的試樣相比，加入1Wt％Y2O3的試樣表現(xiàn)出良好高溫力學(xué)性能，1400℃時(shí)的抗折強(qiáng)度由原來的1.57MPa提高到11.01MPa；適量的La2O3和Nd2O3也能提高材料的高

3、溫抗折強(qiáng)度，但程度不大；CeO2對(duì)材料高溫抗折強(qiáng)度的提高基本沒有影響。(4)在△T=1100℃的條件下，經(jīng)五次冷熱循環(huán)后加入1Wt％Y2O3的試樣抗折強(qiáng)度保持率達(dá)到90.1％，表明少量的Y2O3可顯著改善鎂質(zhì)耐火材料的熱震穩(wěn)定性；其它的稀土氧化物不利于材料熱震穩(wěn)定性的提高。(5)在1550～1700℃范圍內(nèi)，提高燒成溫度并不能導(dǎo)致材料性能的提高；復(fù)合稀土氧化物有利于提高鎂質(zhì)耐火材料的高溫抗折強(qiáng)度。(6)由XRD物相分析可知稀土氧化物不同

4、程度地與鎂砂中的雜質(zhì)成分發(fā)生了各種反應(yīng)，借助于SEM和EDS顯微分析手段可知，試樣燒成后存在于材料中的部分稀土硅酸鹽相進(jìn)入到方鎂石晶粒間。 以電熔鎂砂、白剛玉細(xì)粉和四種稀土氧化物粉末(Y2O3、La2O3、Nd2O3、CeO2)為原料，使坯體在燒成過程中形成尖晶石，研究了稀土氧化物對(duì)鎂尖晶石耐火材料燒結(jié)性能、力學(xué)性能和高溫性能的影響。研究結(jié)果表明，稀土氧化物可以促進(jìn)鎂尖晶石耐火材料的燒結(jié)；稀土氧化物有利于尖晶石的生長(zhǎng)和發(fā)育；稀土