ZrC改性石墨对低碳Al_%282%29O_%283%29-C耐火材料结构与性能的影响.pdf
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1、 :耐火材料 改性石墨对低碳 耐火材料结构与性能的影响邝昌柳王 杏刘正龙丁 军余 超邓承继祝洪喜武汉科技大学 省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室湖北武汉 摘要:为解决目前低碳 耐火材料性能下降、寿命缩短等问题,以 粉和鳞片石墨为原料,以 和 为熔盐介质,在氩气气氛中于 保温 合成了 改性石墨。然后以电熔白刚玉、粉、粉、粉、鳞片石墨和 改性石墨为原料,以酚醛树脂为结合剂制备了低碳 耐火材料试样。研究了 改性石墨添加量(加入质量分数分别为 、)对低碳 耐火材料的物相组成、显微形貌、物理性能的影响。结果表明:与仅添加鳞片石墨的试样相比,引入 ()的 改性石墨可显著提高低碳 耐火材料试样的力学性能,
2、但是当引入()的 改性石墨时,降低了其性能。添加()改性石墨时,试样的力学性能最优,其常温抗折强度和常温耐压强度分别为 和 。关键词:;改性石墨;低碳 耐火材料;显微结构;力学性能中图分类号:文献标识码:文章编号:():耐火材料具有高的强度、良好的抗渣侵蚀性和抗热震性等优点,被广泛用作钢铁工业连铸系统的主要部件,如长水口、滑板、浸入式水口和塞棒等 。传统 耐火材料因其碳含量高()?),在使用过程中存在热耗大、易氧化、对钢水产生增碳作用等问题,无法满足低碳冶炼工艺发展的要求,但若单纯降低石墨含量必然导致其力学性能、抗热震性和抗渣侵蚀性变差,进而影响使用寿命 。引入复合粉体如改性石墨以优化耐火材料
3、的显微结构是改善其性能的有效途径 。其中对石墨进行改性主要通过在其表面制备氧化物或高温陶瓷涂层实现。陈兴等 利用自蔓延高温合成 包覆鳞片石墨,发现其提高了 耐火材料的综合性能。李国丹等 研究发现 ()的纳米碳镁铝尖晶石复合粉的引入可明显提高低碳 耐火材料的力学性能、抗渣侵蚀性和抗热震性。基于改性石墨对 耐火材料性能的提升,制备涂层改性石墨成为研究人员关注的焦点。具有高硬度、高强度,优良的导热性、耐高温性和耐磨性,作为超硬材料、表面保护材料和高温结构材料应用于实际生产中,因此近年来研究人员积极探索其在耐火材料方面的应用 。基于上述研究,在本工作中以不同粒径的电熔白刚玉、粉、粉、鳞片石墨和制备得到
4、的 改性石墨,以热固性液态酚醛树脂为结合剂制备了低碳 耐火材料,研究了不同加入量 改性石墨对低碳 耐火材料物相组成、显微结构和力学性能的影响。试验 改性石墨的制备试验用主要原料为:粉,纯度为 (),粒径为 ;鳞片石墨,纯度为 (),粒径为 ;分析纯 和 为熔盐介质。将物质的量比为 的 粉、鳞片石墨混合 ,再与质量比为 的 、混合盐共混 。将混匀物料转移到氧化铝坩埚中,然后置于竖式气氛炉中,在 ()的氩气气氛中以 升温至 并保温 。自然冷却至室温后,所得产物使用蒸馏水反复清洗去除残留盐。最后,将获得的粉体置于 干燥箱中干燥 ,得到 改性石墨。年 月第 卷 第 期 国家自然科学基金区域创新发展联合
5、基金();湖北省重点研发计划()。邝昌柳:女,年生,硕士研究生。:通信作者:丁军,男,年生,博士,教授。:收稿日期:编辑:张子英 耐火材料 :低碳 耐火材料试样的制备以纯度为 ()、粒度为 、的电熔白刚玉为骨料,以粒径 的电熔白刚玉、纯度为 ()的 、纯度为 ()的 粉、纯度为 ()的 粉、改性石墨和鳞片石墨为细粉,酚醛树脂(残碳率为 ()为结合剂,制备低碳 耐火材料试样,其配比见表 。按表 称取原料,先混合骨料 ,再加入树脂混合 ,随后加入预混合的细粉混合 ,得到混合料。用 型压力试验机以 压力将混合料压制成 的长条试样,置于 干燥箱中固化 后,再放入高温箱式炉中,在流动氮气()下以 升温至
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