復(fù)合添加氮化硅和碳化硅對莫來石質(zhì)耐火材料性能的影響.pdf

1、耐火材料是高溫技術(shù)不可或缺的基礎(chǔ)材料。耐火材料涉及鋼鐵、建材、有色金屬冶煉、機(jī)械、化工等多項(xiàng)國民經(jīng)濟(jì)的支柱行業(yè)。莫來石質(zhì)材料作為一種傳統(tǒng)的耐火材料，具有耐火度高、熱膨脹系數(shù)低、熱震穩(wěn)定性好、高溫抗蠕變性好、具有很高的耐磨性及耐剝落、抗侵蝕性等一系列良好的性能。但由于莫來石中[SiO4]和[AlO4]四面體結(jié)構(gòu)基元的空間的排列會隨Al、Si比的變化而在其晶體結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)不同程度的周期性的氧缺位，使得其晶格間的空隙較多，進(jìn)而導(dǎo)致莫來石材料的強(qiáng)

2、度較低，影響了其在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。氮化硅和碳化硅均為重要的耐高溫硬質(zhì)材料，把氮化硅和碳化硅作為增強(qiáng)相制備莫來石基復(fù)合材料，則能顯著改善莫來石基復(fù)合材料的綜合性能。
　　本文以莫來石、紅柱石、碳化硅、氮化硅為主要原料，以二氧化硅微粉為結(jié)合劑，以聚乙烯醇為粘結(jié)劑，在1450℃保溫400 min的燒成條件下，通過調(diào)整氮化硅和碳化硅的加入比例制備了復(fù)相耐火材料。對1450℃下制備的復(fù)相耐火材料進(jìn)行顯氣孔率、體積密度、常溫耐壓強(qiáng)度、高溫抗

3、折強(qiáng)度、燒后線變化率、荷重軟化溫度的測試；通過多晶X-射線衍射儀(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、X射線能譜儀（EDS）等分析測試手段對復(fù)相耐火材料的微觀結(jié)構(gòu)、物相組成等進(jìn)行研究；將制備的復(fù)相耐火材料進(jìn)行熱震處理，觀察其裂紋的產(chǎn)生和擴(kuò)展情況，并對熱震處理后的試樣進(jìn)行顯氣孔率、體積密度、耐壓強(qiáng)度的測試，綜合多種測試手段評價(jià)其抗熱震性。
　　結(jié)果表明，在1450℃下制備的復(fù)相耐火材料的顯氣孔率基本維持在15％左右，體積密度在2.4

4、5 g/cm3左右，燒后試樣產(chǎn)生了不同程度的膨脹，高溫抗折強(qiáng)度和荷重軟化溫度也分別能夠達(dá)到29.8 MPa和1560℃，都表現(xiàn)出了較高的水準(zhǔn)，且基本不受氮化硅和碳化硅加入比例的影響，但是，復(fù)相耐火材料的常溫耐壓強(qiáng)度隨著氮化硅含量的增加呈降低的趨勢。
　　復(fù)相耐火材料在燒結(jié)過程中，氮化硅和碳化硅均發(fā)生了氧化，氧化后在材料表面形成一層黃褐色氧化產(chǎn)物，其主要為玻璃相；在復(fù)相耐火材料的截面出現(xiàn)致密層，且致密層的厚度隨著氮化硅含量的增加而減