%28Nb_Ta%29-Al_%282%29O_%283%29复合耐火材料用粗骨料的设计与生产 (1).pdf
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1、53耐火与石灰2023 年 8 月第 48 卷 第 4 期(Nb/Ta)-Al2O3复合耐火材料用粗骨料的设计与生产摘要:现代高温工艺要求智能耐火材料除了具有优越的热机械性能外,还具有电性能。基于耐火金属和耐火氧化物的复合耐火材料是一种很有前途的新型高温领域用智能材料,本文将导电、导热和可延展的耐火金属(如铌和钽)与粗、细颗粒氧化物陶瓷骨料(如刚玉)结合,开发出具有烧结期间低收缩、高温下抗蠕变和热震性改善的功能性耐火材料。这种智能耐火材料是通过使用陶瓷技术进行成型的,如浇注和加压注浆。开发这种新型耐火材料的第一步是生产预烧结粗颗粒(Nb/Ta)-Al2O3复合耐火骨料。由于骨料的性能是化学组成
2、和形态的函数,因此它们受原材料的化学性、耐火金属的含量、烧结温度和工艺技术的影响。关键词:(Nb/Ta)-Al2O3复合材料;浇注法;凝胶法;骨料中图分类号:TQ175.6文献标识码:B文章编号:1673-7792(2023)04-0053-021前言通常耐火材料要考虑其机械强度、抗热震性和抗侵蚀性以及导热性等多种性能。此外,根据应用情况,金属陶瓷复合材料的韧性和导电性非常重要。与通常具有高收缩率的细粉技术(精细陶瓷或粉末冶金工业)相反,耐火材料要利用粗颗粒(骨料)来生产具有高抗热震性、抗侵蚀性和抗蠕变性能的大型部件。粗骨料的性能,如化学性能、形貌和气孔率对耐火材料的性能有一定的影响。此外,材
3、料的粒度分布和加水量在制造过程中对浇注料的流动性起着重要作用,且影响烧后最终耐火材料产品的气孔率。陶瓷耐火材料如氧化铝(Al2O3)与用耐火材料技术生产的钽(Ta)或铌(Nb)等耐火金属的结合,为耐火复合材料开辟了新的应用领域。粗颗粒金属-陶瓷复合材料在烧结过程中提供低收缩率、导电性和导热性,以及高抗热震性和抗蠕变性。基于金属或金属-陶瓷复合材料的粗颗粒(见最大5mm)耐火材料的生产需要合适的骨料制备技术。基于细粉原料制备粗骨料的技术有多种(图1),例如将烧结浇注料或挤压料破碎,通过3D打印形成骨料,海藻酸盐在含氯化物溶液中形成凝胶,或通过造粒技术进行造粒。以下工作分别侧重于通过浇注、破碎以及
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