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Effect of Microsilica Addition on the Properties of Mullite-Corundum Ceramic

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China's Refractories 2006年第2期15卷 15-21页

作者： cheng benjun GUO Xingzhong YANG Hui Center of Nano-Science and Nano-Technology of Zhejiang University Hangzhou 310027 China

In this work, the effect of microsilica addition on properties of mullite-corundum ceramic specimens fired at temperatures from 1550℃ to 1700℃ has been investigated, it is found that the temperature at 1650℃ is an important turning point for the sintering of mullite-corundum ceramic. When the firing temperature exceeds 1650℃, the mullite phase will decompose, which affects the properties and microstructure of the ceramic. The bulk density of the ceramic decreases with the microsilica addition, but increases with the firing temperature from 1550℃ up to 1700℃. The cold compressive strength of the specimens increases with firing temperature. Thermal shock resistance of the ceramic is strongly dependent on firing temperature, but little on the chosen microsilica addition.

关键词： Silicon carbide So-gel Mullite coating High temperature oxidation

ZrO2溶胶对刚玉-莫来石复相陶瓷性能的影响

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稀有金属材料与工程 2004年第Z1期33卷 204-207页

作者：杨辉程本军郑建平浙江大学浙江杭州310027 浙江大学浙江杭州310027 浙江大学浙江杭州310027

研究了ZrO2溶胶对刚玉-莫来石复相陶瓷性能和微观结构的影响.结果表明:在已有刚玉-莫来石质材料技术的基础上,采用溶胶-凝胶法引入ZrO2,可使ZrO2在主体材料中形成亚微米包裹薄膜,可控制ZrO2的分布,使ZrO2在主体材料中均匀分布,达到定量... 详细信息

研究了ZrO2溶胶对刚玉-莫来石复相陶瓷性能和微观结构的影响.结果表明:在已有刚玉-莫来石质材料技术的基础上,采用溶胶-凝胶法引入ZrO2,可使ZrO2在主体材料中形成亚微米包裹薄膜,可控制ZrO2的分布,使ZrO2在主体材料中均匀分布,达到定量均匀掺入的目的,从而可获得微观结构可控、晶粒尺寸大小均匀,使ZrO2的作用得以充分发挥,不仅可提高材料的抗热震性,而且可提高材料的高温强度及蠕变性.另外,对于加入氧化锆溶胶的试样,氧化锆粒子的应力诱导相变增韧和微裂纹增韧是刚玉-莫来石质材料热震稳定性提高的主要原因.

关键词： ZrO2 溶胶:刚玉-莫来石复相陶瓷

烧成制度和结合剂对刚玉-莫来石窑具性能的影响

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耐火材料 2005年第2期39卷 112-115页

作者：郑建平杨辉程本军浙江大学材料与化工学院杭州310027

以板状刚玉(粒度为3～1mm和≤1mm)、莫来石(粒度≤1mm)和αAl2O3微粉为原料,分别加入一定量的高岭土和硅胶-铝胶(其中Al、Si的物质的量比为3)作为结合剂,在燃油倒焰窑中经不同的烧成制度(分别加热至1000℃、1150℃、1200℃、1300℃和150... 详细信息

以板状刚玉(粒度为3～1mm和≤1mm)、莫来石(粒度≤1mm)和αAl2O3微粉为原料,分别加入一定量的高岭土和硅胶-铝胶(其中Al、Si的物质的量比为3)作为结合剂,在燃油倒焰窑中经不同的烧成制度(分别加热至1000℃、1150℃、1200℃、1300℃和1500℃保温1h后,继续升温至1700℃烧成)烧制成刚玉-莫来石窑具材料,并对比研究了这两种结合剂在上述保温温度下处理1h后的相变化及其对刚玉-莫来石材料强度和抗热震性的影响。结果表明:硅胶-铝胶结合剂中莫来石的显著形成温度约为1150℃,远低于高岭土的1500℃;在相同的烧成制度下,以硅胶-铝胶为结合剂的刚玉-莫来石试样的常温抗折强度比以高岭土为结合剂的低,而其抗热震性优于以高岭土为结合剂的。

关键词：刚玉-莫来石烧成制度结合剂 α-Al2O3微粉性能抗热震性物质的量比高岭土板状刚玉窑具材料材料强度保温温度对比研究形成温度铝胶硅胶倒焰窑相变化强度比粒度

铝微粉对刚玉-莫来石基质性能的影响(英文)

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稀有金属材料与工程 2008年第A2期37卷 491-496页

作者：郭兴忠杨辉程本军浙江大学材料科学与工程学系浙江杭州310027 浙江大学绿色建材与应用技术工程研究中心浙江杭州310027

对刚玉-莫来石基质在1550～1700℃烧成4 h,研究其α-Al2O3添加量对刚玉.莫来石基质性能的影响规律。研究结果表明,刚玉.莫来石基质是通过液态SiO2和原料中SiO2与α-Al2O3反应生产的莫来石相进行致密,1650℃是基质的烧成温度转折点,超过... 详细信息

对刚玉-莫来石基质在1550～1700℃烧成4 h,研究其α-Al2O3添加量对刚玉.莫来石基质性能的影响规律。研究结果表明,刚玉.莫来石基质是通过液态SiO2和原料中SiO2与α-Al2O3反应生产的莫来石相进行致密,1650℃是基质的烧成温度转折点,超过此温度,莫来石相发生分解形成无定性SiO2,将影响基质的结构及性能。基质的体积密度和强度随烧成温度和α-Al2O3添加量的增加而增大,并高于刚玉.莫来石窑具材料。随着α-Al2O3添加量的增加,基质的主要断裂方式由穿晶断裂向沿晶断裂方式转变。基质的抗热震性能随烧成温度和α-Al2O3添加量的增加而降低,烧成温度和α-Al2O3添加量是基质抗热震性能主要影响因素。

关键词：刚玉莫来石氧化铝基质耐火材料热震

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精砂粉悬浮冶炼反应塔闪速炼铁工况优化研究

中南大学学报（自然科学版） 2022年第12期53卷 4720-4730页

作者：程本军刘隽宜姚灿梁效诚中南大学能源科学与工程学院湖南长沙410083 辽宁科技大学材料与冶金学院辽宁鞍山114051

为了对粉状铁精砂悬浮冶炼反应塔工况进行优化研究,采用数值仿真模拟技术对反应塔内多物理场进行分析,并通过正交实验对基本工况进行优化。在基本工况下,在0~6 m高度范围内工业氧形成向下运动并且逐渐扩张的气柱,6 m后气柱直径趋于稳定... 详细信息

为了对粉状铁精砂悬浮冶炼反应塔工况进行优化研究,采用数值仿真模拟技术对反应塔内多物理场进行分析,并通过正交实验对基本工况进行优化。在基本工况下,在0~6 m高度范围内工业氧形成向下运动并且逐渐扩张的气柱,6 m后气柱直径趋于稳定,且在0~5 m高度区域有对称分布的回流漩涡;高温区域出现在2.5~5.5 m高度区域,最高温度为2 590 K;铁矿颗粒进入反应塔后温度逐渐上升,在高温作用下Fe2O3依次还原为Fe3O4和Fe O最终生成Fe,在7.5 m处固体颗粒中Fe质量分数达到95%,铁精砂基本反应完成。通过正交试验分析,得到优化方案为A3B3C1,即中央氧和侧氧速度配比为3.5,工业氧质量分数为95%,煤粉投放量为3.06 t/h。在优化方案下,反应塔内高温区温度降低且低温区缩小,铁精砂冶炼基本完成,所需高度从7.5 m降低至5.0 m,反应塔出口气体中CO平均质量分数从17.8%降低至12.1%。

关键词：悬浮冶炼炉数值仿真中央喷嘴粉状铁精砂正交试验

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氧化铝粉体在硅溶胶中的分散机理研究

稀有金属材料与工程 2004年第Z1期33卷 83-87页

作者：孔德玉杨辉王家邦韦苏程本军浙江大学浙江杭州310027 浙江工业大学浙江杭州310014

通过沉降实验和流变学测试研究了氧化铝粉体在硅溶胶中的分散行为,结果表明,与在去离子水中分散时相比,随硅溶胶浓度增大,浆料沉降体积和表观粘度呈先急剧减小,再缓慢增加趋势.对沉降后上部清液中二氧化硅浓度的测定表明,氧化铝颗粒沉... 详细信息

通过沉降实验和流变学测试研究了氧化铝粉体在硅溶胶中的分散行为,结果表明,与在去离子水中分散时相比,随硅溶胶浓度增大,浆料沉降体积和表观粘度呈先急剧减小,再缓慢增加趋势.对沉降后上部清液中二氧化硅浓度的测定表明,氧化铝颗粒沉降过程中,硅溶胶纳米粒子向上部清液中富集,最终上部清液中SiO2浓度与初始浓度相比反而有所增大.TEM分析和FTIR分析表明,沉积物中几乎不存在硅溶胶纳米粒子;由此得到硅溶胶纳米粒子在氧化铝颗粒表面的分布模型,发现浆料最稳定时的硅溶胶浓度约为单层饱和分布量理论计算结果的2.5倍左右,而其分散与稳定则是由于未吸附硅溶胶纳米粒子对氧化铝颗粒产生的空缺稳定作用所引起的.

关键词：氧化铝硅溶胶纳米粒子分散机理空缺稳定

刚玉莫来石复相陶瓷热震及蠕变性能的影响因素分析

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硅酸盐通报 2005年第3期24卷 6-8,13页

作者：程本军郭兴忠杨辉浙江大学纳米科学与技术中心杭州310027

采用正交设计方法研究了硅微粉、氧化铝微粉及烧成温度对刚玉莫来石复相陶瓷热震稳定性及蠕变性能的影响机制。结果表明:烧结温度对复相陶瓷热震稳定性及蠕变性的影响最大,氧化铝微粉次之,硅微粉最小。高温抗折强度损失率在烧成温度为1... 详细信息

采用正交设计方法研究了硅微粉、氧化铝微粉及烧成温度对刚玉莫来石复相陶瓷热震稳定性及蠕变性能的影响机制。结果表明:烧结温度对复相陶瓷热震稳定性及蠕变性的影响最大,氧化铝微粉次之,硅微粉最小。高温抗折强度损失率在烧成温度为1650℃时最低,随氧化铝的含量增加而减小,并随硅微粉含量增加而增大。蠕变率随烧成温度的提高而减少,氧化铝质量分数为7%时最低,并随硅微粉含量增加而增大。通过调节硅微粉、氧化铝微粉及烧结温度,可控制颗粒与基质、莫来石的结合状态,气孔及残留α-Al2O3,从而改善材料的抗热震性及蠕变性。

关键词：刚玉莫来石复相陶瓷热震稳定性蠕变性能影响机制硅微粉氧化铝微粉烧结温度

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玻璃窑用硅质密封料的研制

耐火材料 2000年第4期34卷 210-211页

作者：程本军陆忠现曹金钟洛阳耐火材料研究院洛阳471039 中国洛阳浮法玻璃集团公司

以硅石为主要原料 ,外加适量的增塑剂、分散剂和减水剂等材料 ,制得施工性能优良、密封性能好、高温性能极佳的硅质密封料。

关键词：硅质密封料玻璃熔器硅石

阳极涂层下铝电解槽温度场分布与工业实验研究

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中南大学学报（自然科学版） 2020年第4期51卷 872-881页

作者：孙帅更李茂程本军李贺松侯文渊中南大学能源科学与工程学院湖南长沙410083

利用水流量平板法测定阳极涂层分别在820,870,920和1020℃时的高温热导率,使用X线衍射仪分析经高温烧结后阳极涂层的物相组成;基于ANSYS计算平台,以电流为400 kA的铝电解槽为计算模型进行研究,建立应用阳极涂层的铝电解槽电-热场耦合计... 详细信息

利用水流量平板法测定阳极涂层分别在820,870,920和1020℃时的高温热导率,使用X线衍射仪分析经高温烧结后阳极涂层的物相组成;基于ANSYS计算平台,以电流为400 kA的铝电解槽为计算模型进行研究,建立应用阳极涂层的铝电解槽电-热场耦合计算模型,准确追踪炉帮位置并分析涂层对铝电解槽温度场分布的影响。研究结果表明:涂层在820~1020℃时的热导率为0.2~0.4 W/(m·K),随温度升高而增大;应用阳极涂层的铝电解槽电-热场耦合计算模型后,熔体区槽壳平均温度下降11.3℃,主要原因是涂层使流经阳极侧部电解质中电流路发生改变,次要原因是炭渣量减少和电解质电阻率降低;阳极涂层的应用可以降低阳极毛耗,延长阳极使用寿命1 d;侧部温度槽壳的平均温度仿真结果与某铝厂实验结果基本一致。

关键词：铝电解槽炭阳极阳极涂层电-热场电流路径