镁砂还原氮化气氛下的改性研究

作     者：佘以明 

作者单位：辽宁科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：游杰刚

授予年度：2023年

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

主      题：还原氮化法 MgAlON Si2N2O 抗侵蚀性 

摘      要：在本工作中,为了提升低品位镁砂的实际使用性能,探索了四种镁砂对制品性能的影响因素,并采用还原氮化法,以单质粉（Al、Si）为添加剂,在1500℃、N气氛下进行了低品位镁砂的物相改性研究;同时,选取了三种物相优化效果较好的镁砂,与97.5大结晶镁砂、97电熔镁砂制备了Mg O-C砖试样,表征了试样的抗侵蚀性能。得到的结论如下:（1）方镁石晶粒尺寸、高温液相含量、高熔点相是影响Mg O-C砖试样性能的三大因素。方镁石晶粒越大,Mg O-C砖试样各种使用性能越好。高温液相含量是降低Mg O-C砖试样高温使用性能的主要因素之一。镁砂体系内高熔点相对熔渣有明显的阻碍作用,但体系内生成高熔点相的镁砂骨料制品体积密度较低,降低了制品的常温性能。含高熔点相的镁砂更适合以基质加入到制品中。（2）金属Al粉能和95电熔镁砂体系内低熔点相CMS、CMS中的Si O反应反应,使电熔镁砂体系内的低熔点杂质相CMS、CMS大部分转化为了抗侵蚀性优良的Mg Al ON相,且生成的Mg Al ON具有一定的强度。单质Si粉能和95电熔镁砂体系内低熔点相CMS、CMS中的Si O反应进而与N反应生成SiNO,同时Si的加入能促进2Mg O·Si O的生成,达到物相优化的目的。与经过改性的95电熔镁砂相似,添加金属Al粉和单质Si粉的中档烧结镁砂试样体系内也分别生成了Mg Al ON相和2Mg O·Si O相,但Mg Al ON相的晶相发育程度不如95电熔镁砂体系内的Mg Al ON相。添加金属Al粉和单质Si粉的高硅轻烧粉试样体系内分别生成了Mg AlO相和2Mg O·Si O相。（3）以Al粉为添加剂,1500℃、N气氛下改性的镁砂作为基质和97电熔镁砂为基质制备的Mg O-C砖试样中,改性的95电熔镁砂试样表现出了最优异的抗碱性熔渣侵蚀性能,其次是97电熔镁砂试样、改性高硅烧结镁砂试样、改性中档烧结镁砂试样。Mg Al ON晶相发育程度是影响试样抗碱性熔渣侵蚀性能的主要因素。Mg AlO相也能提升试样的抗侵蚀性能。