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氧化锆-堇青石复相涂层对氧化铝基体影响的研究

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中国陶瓷 2024年第4期60卷 9-16页

作者：卜晓雪厉冰心曹大可吴昊龙赵海洋河南省计量测试科学研究院郑州450000 河南省溯源计量工程技术研究中心有限公司郑州450000 中国建筑材料科学研究总院北京100024

在陶瓷材料表面引入压应力涂层已经被证明可以提高其强度和韧性。用高纯堇青石粉和氧化锆细粉制备了堇青石-氧化锆复相涂层浆料,将加工好的氧化铝样条浸润于浆料中,经过无压烧结制备出复相涂层增强的氧化铝材料。研究了不同氧化锆添加量... 详细信息

在陶瓷材料表面引入压应力涂层已经被证明可以提高其强度和韧性。用高纯堇青石粉和氧化锆细粉制备了堇青石-氧化锆复相涂层浆料,将加工好的氧化铝样条浸润于浆料中,经过无压烧结制备出复相涂层增强的氧化铝材料。研究了不同氧化锆添加量(质量分数)的涂层对基体的整体性能的影响,结果表明,当复相涂层含质量分数为10%的氧化锆时其表面残余压应力为最大值1.34 GPa,相应地其弯曲强度也为最大值376.55 MPa,相比于未镀层的基体试样其弯曲强度增长了64.6%。此外,对试样还进行了高温弹性模量的试验,并分析了其弹性模量随温度变化的具体原因。镀层试样还进行了导热系数的试验,发现随着低热导率材料的加入,镀层试样的热导率也随之下降。最后由于表面残余压应力的存在,镀层试样相较于基体材料展现出了较好的抗热震性能,在900℃前,镀层试样水淬后的剩余强度均大于未镀层试样。

关键词：陶瓷涂层堇青石氧化锆氧化铝力学性能抗热震性

ρ-AlO-CAC复合烧结助剂对多孔碳化硅陶瓷性能的影响

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耐火材料 2024年

作者：潘进文姜洪义武汉理工大学生态环境材料实验室

为了提高多孔碳化硅陶瓷的性能，以绿碳化硅为骨料，石墨为造孔剂，用铝酸钙水泥(CAC)和水合氧化铝(ρ-Al2O3)配制成ρ-Al2O3-CAC复合烧结助剂，经1 450 ℃保温3 h，成功制备出多孔碳化硅陶瓷。研究了ρ-Al2O3-CAC对多孔碳化硅陶瓷物相... 详细信息

为了提高多孔碳化硅陶瓷的性能，以绿碳化硅为骨料，石墨为造孔剂，用铝酸钙水泥(CAC)和水合氧化铝(ρ-Al2O3)配制成ρ-Al2O3-CAC复合烧结助剂，经1 450 ℃保温3 h，成功制备出多孔碳化硅陶瓷。研究了ρ-Al2O3-CAC对多孔碳化硅陶瓷物相组成、显微结构和性能的影响。结果表明：1)ρ-Al2O3-CAC能促进碳化硅的氧化，并与碳化硅氧化生成的SiO2发生原位反应，形成玻璃-莫来石复相结合，同时还在结合相中引入气泡，气泡会随复合烧结助剂加入量的增加而长大；2)当ρ-Al2O3-CAC的加入量为12.5%(w)时，制得的多孔碳化硅陶瓷综合性能最佳，其常温抗折强度为39.25 MPa，透气度为26.74 m3·h-1·kPa-1·m-2，抗热震性最优。

关键词：多孔碳化硅陶瓷 ρ-Al O -CAC 玻璃-莫来石复相结合抗热震性透气度

预合成CaZrO_(3)对镁锆质耐火材料性能的影响

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耐火材料 2024年第3期58卷 213-217,223页

作者：梁效诚冯雨刘中飞罗旭东黄敏吴锋辽宁科技大学材料与冶金学院辽宁鞍山114051 三友兴达化纤有限公司河北唐山063305 安力耐火材料有限公司辽宁鞍山114000

为提高镁锆材料的性能,首先以碳酸钙、脱硅锆和CeO_(2)为原料,制备不同CeO_(2)外加量(加入质量分数分别为0、1%和2%)的≤0.074 mm的预合成CaZrO_(3)粉,然后分别将其与3~1、1~0.074和≤0.074 mm的电熔镁砂混匀,在250 MPa压力下压制为圆... 详细信息

为提高镁锆材料的性能,首先以碳酸钙、脱硅锆和CeO_(2)为原料,制备不同CeO_(2)外加量(加入质量分数分别为0、1%和2%)的≤0.074 mm的预合成CaZrO_(3)粉,然后分别将其与3~1、1~0.074和≤0.074 mm的电熔镁砂混匀,在250 MPa压力下压制为圆柱试样和长条试样,于1600℃保温3 h热处理制备了镁锆质耐火材料。研究了预合成CaZrO_(3)粉加入量(质量分数分别为10%、15%和20%)对材料性能的影响。结果表明:1)一定量的CeO_(2)与ZrO_(2)形成固溶体,使ZrO_(2)在室温下以t-ZrO_(2)形式存在,稳定了ZrO_(2)的晶型,促进了CaZrO_(3)的生成。2)CeO_(2)促进烧结,有利于致密化;CaZrO_(3)、ZrO_(2)与方镁石之间的热膨胀系数差产生的微裂纹增韧提高了抗热震性;材料与RH炉渣生成的复合尖晶石和CaZrO_(3),堵塞气孔,提高了抗渣性。3)当外加1%(w)CeO_(2)预合成CaZrO_(3),且预合成CaZrO_(3)加入量为20%(w)时,试样性能最佳。

关键词：预合成CaZrO_(3) 镁锆质耐火材料 CeO_(2) 烧结性能抗渣性抗热震性

氟化钇对粉煤灰基堇青石陶瓷合成及性能的影响

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硅酸盐通报 2024年第4期43卷 1515-1523页

作者：顾雅洁陈瑶姬尹旭军常星岚孙科孙盛睿奚爽许嘉雨刘阳桥浙江天地环保科技股份有限公司杭州311199 中国科学院上海硅酸盐研究所上海200050

本文以粉煤灰、滑石、氧化铝和氧化镁为原料,加入质量分数为0%、0.5%和1.0%的氟化钇,通过高温烧结制备了粉煤灰基堇青石陶瓷样品,研究了氟化钇掺量对样品的物相组成、显微结构及主要性能的影响。结果表明,氟化钇的引入可降低堇青石的生... 详细信息

本文以粉煤灰、滑石、氧化铝和氧化镁为原料,加入质量分数为0%、0.5%和1.0%的氟化钇,通过高温烧结制备了粉煤灰基堇青石陶瓷样品,研究了氟化钇掺量对样品的物相组成、显微结构及主要性能的影响。结果表明,氟化钇的引入可降低堇青石的生成温度,提高堇青石的物相转化率,显著改善材料的力学性能,同时对热学性能亦有一定积极影响。当氟化钇添加量为0.5%时,样品的综合性能最优。当烧结温度为1300℃时,XRD未见明显杂质峰,样品的体积密度为2.15 g/cm^(3),开孔孔隙率为7.49%,吸水率为3.49%,压缩强度为252.27 MPa,经5次热震试验后压缩强度仍然高至204.65 MPa,比热容为0.770~0.931 J/(g·℃)(25~150℃),热膨胀系数为2.54×10^(-6)℃^(-1)(100~800℃)。与不含添加剂的样品相比,添加0.5%氟化钇样品的体积密度增加了5.2%,开孔孔隙率降低了58.6%,吸水率降低了60.6%,而压缩强度增加了4.6倍,比热容增强而热膨胀系数降低。在粉煤灰基堇青石陶瓷的烧结过程中,氟化钇的引入可使其在较低的温度下形成液相,提高元素迁移率,促进晶粒发育完全且具有细化晶粒的明显效果。氟化钇作为一种有效的烧结助剂,微量的添加即可显著改善粉煤灰基堇青石陶瓷的综合性能。本工作拓宽了高效烧结助剂选择范围,可为高质量陶瓷材料的高温烧结提供一定参考。

关键词：粉煤灰堇青石陶瓷氟化钇压缩强度抗热震性比热容热膨胀系数

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《耐火材料》2023年刊登文章技术分析

耐火材料 2024年第1期58卷 I0003-I0007页

2023年《耐火材料》可被引文章111篇,其中含基金资助的文章83篇,占比为74.8%。从所属栏目来看,专论2篇,研究开发56篇,生产应用34篇,综合评述19篇。第一作者所属机构,发文数排在前5位的有:中钢集团洛阳耐火材料研究院有限公司、武汉科技... 详细信息

2023年《耐火材料》可被引文章111篇,其中含基金资助的文章83篇,占比为74.8%。从所属栏目来看,专论2篇,研究开发56篇,生产应用34篇,综合评述19篇。第一作者所属机构,发文数排在前5位的有:中钢集团洛阳耐火材料研究院有限公司、武汉科技大学、辽宁科技大学、东北大学、郑州大学。排在前5位的主要关键词是:显微结构、抗热震性、力学性能、多孔陶瓷、热导率。为庆祝《耐火材料》主管、主办单位(中钢集团洛阳耐火材料研究院有限公司)成立60周年,特出版60周年院庆专刊(第5期)。编辑部选取耐火原料(59篇)、耐火材料技术(22篇)、轻质或多孔材料(17篇)、其他窑炉用耐火材料(12篇),展望(1篇)等方面,尝试对这些论文进行盘点,综述成文,权作索引,希望发现当今耐火材料技术发展的脉络和特点。

关键词：耐火原料多孔陶瓷抗热震性耐火材料技术武汉科技大学多孔材料辽宁科技大学基金资助

聚丙烯纤维对刚玉-六铝酸钙浇注料抗热震性能的影响

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耐火材料 2024年第3期58卷 208-212页

作者：田朋丹王刚杜鹏辉冯海霞王来稳潘元帅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

为改善刚玉-六铝酸钙浇注料的性能,以刚玉、六铝酸钙(CA_(6))、活性α-Al_(2)O_(3)微粉为主要原料,在1550℃保温4 h,制备了水合氧化铝结合的刚玉-CA_(6)浇注料,研究了不同聚丙烯纤维加入量(外加质量分数分别为0、0.04%、0.08%、0.12%和0... 详细信息

为改善刚玉-六铝酸钙浇注料的性能,以刚玉、六铝酸钙(CA_(6))、活性α-Al_(2)O_(3)微粉为主要原料,在1550℃保温4 h,制备了水合氧化铝结合的刚玉-CA_(6)浇注料,研究了不同聚丙烯纤维加入量(外加质量分数分别为0、0.04%、0.08%、0.12%和0.16%)对刚玉-CA_(6)浇注料性能尤其是抗热震性的影响。结果表明:1)聚丙烯纤维的加入可使试样平均线膨胀系数减小,但会导致试样强度和体积密度有所降低,进而导致弹性模量减小;2)适量聚丙烯纤维的加入可改善试样抗热震性,但过量的聚丙烯纤维会导致材料内部结构疏松、致密度减小,试样抗热震性反而有所降低;3)聚丙烯纤维加入量为0.08%(w)时,常温抗折强度保持率最高,为53.5%,表现出最佳的抗热震性能。

关键词：刚玉-CA_(6)浇注料聚丙烯纤维抗热震性平均线膨胀系数弹性模量

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石墨类型对AlO-MgO浇注料性能的影响

耐火材料 2024年

作者：李莹汪涤赵莉尹艺程贾全利河南建筑材料研究设计院有限公司郑州大学河南省高温功能材料重点实验室

为开发高性能含碳浇注料，首先以Si粉和鳞片石墨为原料，采用熔盐隔离法，在1 350℃保温3 h制备了SiC包覆石墨；然后分别将鳞片石墨和SiC包覆石墨引入到Al2O3-MgO浇注料中，经不同温度(1 100 ℃、1 600 ℃)热处理后制备了Al2O3-MgO-C浇... 详细信息

为开发高性能含碳浇注料，首先以Si粉和鳞片石墨为原料，采用熔盐隔离法，在1 350℃保温3 h制备了SiC包覆石墨；然后分别将鳞片石墨和SiC包覆石墨引入到Al2O3-MgO浇注料中，经不同温度(1 100 ℃、1 600 ℃)热处理后制备了Al2O3-MgO-C浇注料，研究了石墨类型对浇注料性能的影响。结果表明：1)与未添加石墨的Al2O3-MgO浇注料试样相比，加入鳞片石墨的浇注料试样成型所需加水量显著增加，常温抗折强度明显降低，气孔率明显升高，但抗热震性和抗渣性有所改善；加入SiC包覆石墨的浇注料试样加水量为5.25%，常温抗折强度有所降低，气孔率略有增加，高温强度、抗热震性和抗渣性改善；2)随着热处理温度的升高，试样的常温强度、加热永久线变化率均明显增加；3)当加入5%(w)SiC包覆石墨，热处理温度为1600 ℃时，试样综合性能最佳，其常温抗折强度为16.91 MPa，显气孔率为16%，高温抗折强度为1.96MPa，抗热震性和抗侵蚀性能良好。

关键词： Al O -MgO浇注料鳞片石墨 SiC包覆石墨抗热震性

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镁碳质塞棒棒头抗热震性优化及工业应用

中国冶金 2023年第1期33卷 147-153页

作者：潘磊樊海波高陟王作创杨勤马北越濮阳濮耐高温材料(集团)股份有限公司技术中心研究院河南濮阳457100 濮阳市濮耐功能材料有限公司生产技术科河南濮阳457100 东北大学冶金学院辽宁沈阳110819

浇铸钙处理钢时,铝碳质或尖晶石-碳质塞棒棒头容易被钢水中的游离[Ca]侵蚀,而使用镁碳质材料能降低[Ca]的侵蚀作用,进而提高棒头的使用寿命。研究了SiC细粉添加量对镁碳质棒头材料性能的影响,设计了镁碳质棒头复合结构并测试了产品的抗... 详细信息

浇铸钙处理钢时,铝碳质或尖晶石-碳质塞棒棒头容易被钢水中的游离[Ca]侵蚀,而使用镁碳质材料能降低[Ca]的侵蚀作用,进而提高棒头的使用寿命。研究了SiC细粉添加量对镁碳质棒头材料性能的影响,设计了镁碳质棒头复合结构并测试了产品的抗热震性,同时对比了镁碳质棒头与尖晶石-碳质棒头材料的常规性能和钢厂测试结果。研究结果表明,随着SiC细粉添加量的增多,材料常温强度和高温强度增大,而线膨胀系数下降。复合结构改善了棒头与棒身材料之间的物理匹配,提高了棒头稳定性,具体表现为镁碳质棒头试验样品经1100℃热震循环3次后表面及内部均无裂纹。镁碳质棒头材料的力学强度虽稍弱于尖晶石-碳质棒头材料,但浇铸钙处理钢的表现更好。分析发现,导致尖晶石-碳质棒头材料损毁的直接原因是游离[Ca]的侵蚀。

关键词：镁碳耐火材料塞棒棒头 SiC细粉复合结构抗热震性钙处理钢

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激光扫描法在全自动抗热震性试验机的应用

耐火材料 2023年第5期57卷 434-437页

作者：章健章艺宋艳艳董殿敏王波胡飘刘克中钢集团洛阳耐火材料研究院有限公司河南洛阳471039

介绍了采用3D激光扫描技术研发的全自动抗热震性试验机的原理、结构和特点,该仪器的设计基于GB/T 30873—2014中水冷法抗热震性测试的相关要求,相较于传统测试方法,实现了抗热震试验过程中测试端面破损状态的测量计算、数据存档记录以... 详细信息

介绍了采用3D激光扫描技术研发的全自动抗热震性试验机的原理、结构和特点,该仪器的设计基于GB/T 30873—2014中水冷法抗热震性测试的相关要求,相较于传统测试方法,实现了抗热震试验过程中测试端面破损状态的测量计算、数据存档记录以及停机判断等功能的全自动完成。应用结果表明,该仪器较大地提高了测试效率和测试精度,消除了人为误差,为抗热震性结果分析和过程分析提供了丰富的数据和图像资料。

关键词：激光扫描法抗热震性自动检测耐火材料