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高硅含量Si/SiC材料显微特征与力学性能研究

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材料导报 2024年第S1期38卷 115-118页

作者：相宇博郑翰马昭阳马渭奎张志华曹会彦吴吉光中钢集团洛阳耐火材料研究院有限公司先进耐火材料国家重点实验室河南洛阳471003

以α-SiC粉、炭黑、鳞片石墨和酚醛树脂为主要原料,采用等静压成型方式结合反应烧结工艺制备得到高硅含量的Si/SiC材料。基于颗粒级配原料,研究了不同碳源引入方式对Si/SiC材料的物相组成、微观形貌、主要物理性能的影响规律及调控机制... 详细信息

以α-SiC粉、炭黑、鳞片石墨和酚醛树脂为主要原料,采用等静压成型方式结合反应烧结工艺制备得到高硅含量的Si/SiC材料。基于颗粒级配原料,研究了不同碳源引入方式对Si/SiC材料的物相组成、微观形貌、主要物理性能的影响规律及调控机制。研究表明,经1700℃反应烧结后,高硅含量(不低于25%)的Si/SiC材料的物相主要为α-SiC、β-SiC和Si。在制备碳/碳化硅坯体时,石墨与酚醛树脂复合能使碳源更均匀地分散在坯体中,增加坯体的致密度;在反应烧结时,石墨和树脂残碳与硅反应产生的膨胀效应使多孔坯体孔径尺寸降低,优化游离Si的分布。含8%树脂和1%石墨的反应烧结得到的高硅含量Si/SiC材料的体积密度为2.97 g/cm^(3),常温摩擦系数为0.335,抗弯强度为206 MPa。

关键词：硅/碳化硅材料显微组织耐磨性抗弯强度

B4C对复相氮化物结合SiC材料抗变温氧化性能的影响

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工业炉 2024年第2期46卷 64-67页

作者：曹会彦程竹吴吉光李杰冯严宾马昭阳中钢集团洛阳耐火材料研究院有限公司先进耐火材料国家重点实验室

制备了B4C添加量分别为0(编号0~#)和0.5w%(编号B~#)的复相氮化物结合SiC材料，研究了其在600、800、1 000、1 200、1 400、1 550℃空气气氛保温5 h，并在1 550℃重复氧化4次后的显气孔率、质量变化率、体积变化率、物相组成和显微结构... 详细信息

制备了B4C添加量分别为0(编号0~#)和0.5w%(编号B~#)的复相氮化物结合SiC材料，研究了其在600、800、1 000、1 200、1 400、1 550℃空气气氛保温5 h，并在1 550℃重复氧化4次后的显气孔率、质量变化率、体积变化率、物相组成和显微结构的变化。结果表明：在复相氮化物结合SiC材料中添加0.5w%B4C可以在1 200℃氧化之后显著降低其质量变化率，在800℃氧化之后显著降低其体积变化率。

关键词：干熄炉 B4C 复相氮化物碳化硅变温氧化斜道区

辉光放电质谱法在高纯碳化硅原料及制品的微量杂质成分测定中的应用

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耐火与石灰 2024年第3期49卷 15-19页

作者：郑翰相宇博曹会彦石会营龚剑锋吴吉光马昭阳中钢集团洛阳耐火材料研究院有限公司先进耐火材料国家重点实验室洛阳471039 中钢宁夏耐研滨河新材料有限公司平罗753400

将辉光放电质谱法(GDMS)用于高纯碳化硅原料和制品中微量杂质成分的检测,结果发现:1)GDMS法比化学分析法对Fe、Al杂质检出限更低,含量的检测结果更准确,检测精密度更高;2)无烟煤及石油焦作为碳源制备的碳化硅均含有较多的Fe、Al杂质,无... 详细信息

将辉光放电质谱法(GDMS)用于高纯碳化硅原料和制品中微量杂质成分的检测,结果发现:1)GDMS法比化学分析法对Fe、Al杂质检出限更低,含量的检测结果更准确,检测精密度更高;2)无烟煤及石油焦作为碳源制备的碳化硅均含有较多的Fe、Al杂质,无烟煤碳化硅中含Ca元素较多,石油焦碳化硅中含V元素也较多。碳化硅颗粒研磨成微粉过程会引入Fe、Cr、Mn、Ti等杂质;3)Al元素在SiC中多以Al_(2)O_(3)、AlN存在,酸碱清洗、除杂过程很难将其除去,用GB/T 3045—2017化学分析法对Al元素的检测结果会严重偏低。

关键词：辉光放电质谱法碳化硅无烟煤石油焦

碳化硅浇注料在1000℃空气和水蒸气中的高温氧化行为

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耐火材料 2022年第1期56卷 16-19页

作者：曹会彦王文武张新华许海洋李杰中钢集团洛阳耐火材料研究院有限公司先进耐火材料国家重点实验室河南洛阳471039

利用扫描电镜、X射线衍射仪等对碳化硅浇注料在1000℃静态空气和纯水蒸气(参照ASTM C863—2000)中分别保温50、100、150 h的高温氧化行为进行了研究。结果表明:1)纯水蒸气氧化条件下,碳化硅浇注料的质量变化率和体积变化率均明显大于静... 详细信息

利用扫描电镜、X射线衍射仪等对碳化硅浇注料在1000℃静态空气和纯水蒸气(参照ASTM C863—2000)中分别保温50、100、150 h的高温氧化行为进行了研究。结果表明:1)纯水蒸气氧化条件下,碳化硅浇注料的质量变化率和体积变化率均明显大于静态空气条件下的。2)和空气相比,水蒸气氧化对碳化硅浇注料的结构破坏更严重,可能是由于随时间的延长不能形成有效的保护膜,导致氧化反应持续进行;体积膨胀到一定程度,内部结构被破坏,最终导致材料开裂、剥落,失效。3)不同条件下碳化硅浇注料抗氧化性能差异可能和氢键对氧化膜的破坏有关。

关键词： SiC浇注料静态空气氧化水蒸气氧化物相组成显微结构

B4C对Si3N4/Si_(2)N_(2)O结合SiC材料抗热震性能的影响

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耐火材料 2023年第1期57卷 70-73页

作者：曹会彦吴吉光程竹李杰黄志刚中钢集团洛阳耐火材料研究院有限公司先进耐火材料国家重点实验室河南洛阳471039

首先以Si粉、SiO_(2)微粉为原料,先在700℃空气气氛处理,然后在1400℃氮气气氛下合成Si_(2)N_(2)O,研究了B_(4)C添加量(外加质量分数分别为0、1.0%、2.0%、3.0%、4.0%)对Si_(2)N_(2)O合成效果的影响。然后根据B_(4)C最优加入量,先在700... 详细信息

首先以Si粉、SiO_(2)微粉为原料,先在700℃空气气氛处理,然后在1400℃氮气气氛下合成Si_(2)N_(2)O,研究了B_(4)C添加量(外加质量分数分别为0、1.0%、2.0%、3.0%、4.0%)对Si_(2)N_(2)O合成效果的影响。然后根据B_(4)C最优加入量,先在700℃空气气氛保温5 h,然后在1400℃氮气气氛保温5 h制备了Si_(3)N_(4)/Si_(2)N_(2)O结合SiC试样。采用1300℃风冷5次后试样的抗折强度保持率评价其抗热震性,分析了热震前后试样的物相组成和显微结构。结果表明:1)合成Si_(2)N_(2)O的B_(4)C最优添加量为3%(w);在700℃空气处理时,B_(4)C优先和气氛中O_(2)反应生成液相B2O3,为1400℃氮气气氛生成板片状Si_(2)N_(2)O提供充足液相。2)风冷热震后,添加B_(4)C的试样中Si_(2)N_(2)O结合相保持完整,强度保持率由未添加时的67.5%提高至88.5%;同时,生成的B2O3发生碳热还原氮化反应,生成导热性好、具有自润滑特性的BN,改善其抗热震性,并在使用过程中继续为Si_(3)N_(4)/Si_(2)N_(2)O结合SiC材料提供保护。

关键词： B_(4)C Si_(3)N_(4)/Si_(2)N_(2)O结合SiC 抗热震性干熄炉斜道区

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炼铁高炉用碳化硅风口组合大砖的制备与性能

耐火材料 2023年第2期57卷 139-144页

作者：吕春江常赪黄一飞曹会彦李杰朱冲中钢集团洛阳耐火材料研究院有限公司先进耐火材料国家重点实验室河南洛阳471039

以碳化硅颗粒(3~1、1~0.088 mm)与细粉(<0.088 mm)、硅粉(<0.088 mm)、工业炭黑(牌号N990)、二氧化硅微粉和ρ-Al_(2)O_(3)粉等为原料制备了炼铁高炉用碳化硅风口组合大砖,并与氮化硅结合碳化硅砖、自结合碳化硅砖、国外进口自结合碳化... 详细信息

以碳化硅颗粒(3~1、1~0.088 mm)与细粉(<0.088 mm)、硅粉(<0.088 mm)、工业炭黑(牌号N990)、二氧化硅微粉和ρ-Al_(2)O_(3)粉等为原料制备了炼铁高炉用碳化硅风口组合大砖,并与氮化硅结合碳化硅砖、自结合碳化硅砖、国外进口自结合碳化硅砖对比,分析与评估新型碳化硅风口组合大砖的使用性能。结果表明:1)0~100 mm区域主要由O’-SiAlON、β-SiAlON、α-Si_(3)N_(4)、Si_(2)N_(2)O等一种或多种氮化物与β-SiC复相结合而成,体积密度2.68~2.70 g·cm^(-3),显气孔率14%~15%,组织结构均匀。2)0~100 mm区域β-SiC纳米晶须与氮化物有穿插生长现象;随着深度增加,絮状β-SiC纳米晶须增多,氮化物减少,深度150 mm后结合相主要为β-SiC和莫来石。3)与参比制品比较,新型碳化硅风口组合大砖具有良好的基础性能指标,熔碱侵蚀后质量变化率-0.1%,明显优于进口自结合碳化硅和国产氮化硅结合碳化硅材料。

关键词：炼铁高炉风口碳化硅抗碱侵蚀性能

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氮化硅结合碳化硅砖在竖罐炼锌炉上的应用

耐火材料 2022年第6期56卷 515-518,522页

作者：许海洋曹会彦郑翰龚剑锋石会营李杰杨奎朱冲中钢集团洛阳耐火材料研究院有限公司先进耐火材料国家重点实验室河南洛阳471039 中钢宁夏耐研滨河新材料有限公司宁夏平罗753400

介绍了氮化硅结合碳化硅砖在东岭锌业竖罐炼锌炉上替代黏土结合碳化硅砖服役过程中面临的问题、采取的措施以及取得的效果,并对比研究了服役20个月后两种砖的损毁情况。结果表明:1)与黏土结合碳化硅相比,氮化硅结合碳化硅拥有更高的热导... 详细信息

介绍了氮化硅结合碳化硅砖在东岭锌业竖罐炼锌炉上替代黏土结合碳化硅砖服役过程中面临的问题、采取的措施以及取得的效果,并对比研究了服役20个月后两种砖的损毁情况。结果表明:1)与黏土结合碳化硅相比,氮化硅结合碳化硅拥有更高的热导率,在服役时高温区温控降低约30℃。2)氮化硅结合碳化硅的抗侵蚀性强于黏土结合碳化硅的,服役20个月后高温区域残砖厚度比黏土结合碳化硅的大40~50 mm。3)氮化硅结合碳化硅砖在服役过程中由于热应力得不到充分释放会不断产生漏点及长裂纹。通过调整打悬矿时的温度制度,可以在一定程度上解决该问题;后期如果能开发出更高效的漏点喷补技术,有望提高氮化硅结合碳化硅砖的使用寿命。

关键词：竖罐炼锌黏土结合碳化硅氮化硅结合碳化硅热导率

海拔2260米地区前列腺增生等离子体气化术(附198例报告)

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中国老年学杂志 2005年第8期25卷 977-978页

作者：曹会彦刘智明青海省人民医院泌尿外科青海西宁810007

我院地处海拔2 260米地区,前列腺增生(BPH)合并心肺等多脏器疾病的矛盾尤为突出,使用等离子体气化术(PK)技术在很大程度上降低了手术及麻醉风险,显示出其优越性.

关键词：高海拔前列腺切除术前列腺增生等离子体气化术

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免烧SiC材料的抗冰晶石侵蚀性研究

耐火材料 2018年第6期52卷 467-469,474页

作者：李刚曹会彦刘臻中钢集团洛阳耐火材料研究院有限公司先进耐火材料国家重点实验室河南洛阳471039

为解决电解铝行业Si_3N_4结合SiC耐火材料成本高,工艺控制复杂等问题,以工业SiC为主要原料,添加少量Si粉和Al粉,酚醛树脂为结合剂,经120℃烘干制备免烧SiC试样,采用CO_2气氛控制动态侵蚀法结合XRD和SEM研究其1 000℃时的抗冰晶石侵蚀性... 详细信息

为解决电解铝行业Si_3N_4结合SiC耐火材料成本高,工艺控制复杂等问题,以工业SiC为主要原料,添加少量Si粉和Al粉,酚醛树脂为结合剂,经120℃烘干制备免烧SiC试样,采用CO_2气氛控制动态侵蚀法结合XRD和SEM研究其1 000℃时的抗冰晶石侵蚀性。结果表明:试样中的酚醛树脂转变为石墨,Si和Al转化为纤维状、粒状、柱状的SiC、Al_2O_3、Al N、Si_3N_4、3Al_2O_3·2SiO_2,以及Al、Si的氮氧化物等较为复杂的陶瓷结合体系,为免烧SiC材料提供了优异的抗冰晶石侵蚀性能。

关键词：冰晶石 SiC砖免烧成抗侵蚀性物相组成显微结构