Al_(4)SiC_(4)陶瓷在高温还原性气氛中的结构演变及机理研究

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作者 郑岐 孙侨阳 +1 位作者 于景坤 袁磊 《陶瓷学报》 CAS 北大核心 2024年第1期103-108,共6页

碳化硅铝是一种良好的含碳耐火材料抗氧化剂。该研究以铝粉、硅粉和碳粉为原料制备出碳化硅铝陶瓷,并将其置于1000℃~1500℃温度范围内的还原气氛中,以模拟碳化硅铝在含碳耐火材料中的实际使用环境并对其性能和反应机理进行了研究。研... 碳化硅铝是一种良好的含碳耐火材料抗氧化剂。该研究以铝粉、硅粉和碳粉为原料制备出碳化硅铝陶瓷,并将其置于1000℃~1500℃温度范围内的还原气氛中,以模拟碳化硅铝在含碳耐火材料中的实际使用环境并对其性能和反应机理进行了研究。研究结果表明,在还原性气氛下,碳化硅铝在1000℃~1400℃温度范围内先与一氧化碳通过气相反应生成氧化铝、碳化硅、碳及铝硅酸盐玻璃相。当温度升至1500℃时,氧化铝和碳化硅与一氧化碳通过气相反应生成莫来石。上述反应将会在含碳耐火材料表面形成保护膜,阻止含碳耐火材料的氧化,提高了含碳耐火材料的抗氧化性。 展开更多

关键词 Al_(4)SiC_(4) 含碳耐火材料 抗氧化性 还原反应

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Al_(4)SiC_(4)粉体的中低温氧化动力学

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作者 郑岐 孙侨阳 袁磊 《材料与冶金学报》 CAS 北大核心 2024年第5期427-431,共5页

以铝粉、硅粉、和碳粉为原料制备出Al_(4)SiC_(4)粉体,采用连续称重法研究了Al_(4)SiC_(4)粉体在600~1200℃下的氧化动力学.研究结果表明,Al_(4)SiC_(4)粉体的氧化过程可分为两个阶段,两个阶段的氧化速率均随温度的升高而增大,但第二阶... 以铝粉、硅粉、和碳粉为原料制备出Al_(4)SiC_(4)粉体,采用连续称重法研究了Al_(4)SiC_(4)粉体在600~1200℃下的氧化动力学.研究结果表明,Al_(4)SiC_(4)粉体的氧化过程可分为两个阶段,两个阶段的氧化速率均随温度的升高而增大,但第二阶段的反应活化能远大于第一阶段的反应活化能.通过动力学分析可知,第一阶段的动力学方程符合表面化学反应控制模型,而第二阶段的动力学方程则符合扩散控制模型,两个阶段的氧化速率常数分别为:k_(1)=8.17exp(-47.47/RT)和k_(2)=105.34exp(17500/RT).Al_(4)SiC_(4)粉体的整个氧化过程符合两阶段模型,这是由于在其表面生成了一层由Al_(2)O_(3)和SiO_(2)组成的氧化膜.同时,该氧化膜使得反应物氧气和生成物二氧化碳的扩散变得缓慢,反应速率减小.因此,扩散被认为是整个氧化过程的限制性环节. 展开更多

关键词 Al_(4)SiC_(4)粉体 含碳耐火材料 抗氧化性 动力学

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含碳难处理金精矿生物预氧化-TCCA浸金实验研究

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作者 牛会群 杨洪英 佟琳琳 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期3465-3475,共11页

某含碳难处理金精矿中金含量15.9 g/t,铁、砷、硫和总碳的质量分数分别为23.17%、3.41%、24.7%和6.06%。金主要以次显微颗粒的形式被包裹于黄铁矿和砷黄铁矿中,同时碳引发“劫金”效应。本文针对该金精矿的特点开展了生物预氧化-TCCA(... 某含碳难处理金精矿中金含量15.9 g/t,铁、砷、硫和总碳的质量分数分别为23.17%、3.41%、24.7%和6.06%。金主要以次显微颗粒的形式被包裹于黄铁矿和砷黄铁矿中,同时碳引发“劫金”效应。本文针对该金精矿的特点开展了生物预氧化-TCCA(三氯异氰尿酸)浸金实验研究,建立多元线性回归模型分析浸金过程各因素对浸金效率的显著性影响。结果表明:经生物预氧化作用后,金精矿中硫和砷的分解效率分别可达63.59%和85.77%。拉曼光谱显示金精矿中碳质物缺陷减少,碳质物吸附能力下降。另外,多元线性回归模型分析显示,TCCA浓度、NaCl质量浓度和反应温度对浸金效率产生显著的影响,并呈正相关。TCCA浸金的最优化条件为:TCCA浓度0.22 mol/L,NaCl质量浓度30 g/L,反应温度45℃,矿浆中固体质量分数20%和反应时间3 h。在最优条件下,浸金效率可达87.49%,浸出液中金浓度为6.004 mg/L。 展开更多

关键词 含碳难处理金精矿 生物预氧化 拉曼光谱 TCCA浸金 多元线性回归模型

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六方氮化硼复合氧化铝耐火材料的性能研究 被引量：8

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作者 梁峰 薛正良 +3 位作者 赵雷 方伟 叶林峰 雷中兴 《耐火材料》 CAS 北大核心 2014年第6期401-405,共5页

以粒度为3～1和≤1 mm的板状刚玉为骨料，板状刚玉细粉、α-Al2 O3微粉和Si粉为细粉，分别添加质量分数为3％的六方氮化硼、3％和10％的鳞片石墨制备了Al2 O3－BN和低碳、高碳Al2 O3－C三种试样，并对比了其常温物理性能、高温强度、抗... 以粒度为3～1和≤1 mm的板状刚玉为骨料，板状刚玉细粉、α-Al2 O3微粉和Si粉为细粉，分别添加质量分数为3％的六方氮化硼、3％和10％的鳞片石墨制备了Al2 O3－BN和低碳、高碳Al2 O3－C三种试样，并对比了其常温物理性能、高温强度、抗氧化性、抗热震性和抗渣侵蚀性。结果表明：1）Al2 O3－BN耐火材料的常温、高温物理性能与低碳铝碳材料相差不大，并优于传统高碳铝碳材料；2）Al2 O3－BN 耐火材料具有比碳复合耐火材料更好的抗热震性和抗氧化性，抗渣性与低碳铝碳材料的相当；3）考虑到材料的整体性能，六方氮化硼可以替代石墨作为原料，用于制备综合性能优异的氧化铝质复合耐火材料。 展开更多

关键词 六方氮化硼 氧化铝 复合耐火材料 含碳耐火材料

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BN对镁基含碳耐火材料性能的影响 被引量：6

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作者 遇龙 罗旭东 +3 位作者 张国栋 谢志鹏 金会刚 刘非凡 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期227-232,242,共7页

以电熔镁砂细粉、用后镁碳砖细粉、α-Al2O3微粉和石墨为主要原料,以酚醛树脂为结合剂,以BN微粉为添加剂,经混炼、成型、热处理后制成镁基含碳耐火材料,重点研究了添加剂BN加入量(质量分数分别为0、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%和2.5%)及煅... 以电熔镁砂细粉、用后镁碳砖细粉、α-Al2O3微粉和石墨为主要原料,以酚醛树脂为结合剂,以BN微粉为添加剂,经混炼、成型、热处理后制成镁基含碳耐火材料,重点研究了添加剂BN加入量(质量分数分别为0、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%和2.5%)及煅烧温度(分别为1250℃、1375℃和1500℃)对烧后试样体积密度、显气孔率、常温耐压强度、烧后线变化率、抗氧化性、显微结构和矿物相组成的影响。结果表明:加入BN以及提高煅烧温度有利于提高烧后镁基含碳耐火材料的烧结性能。BN在高温条件下优先与环境中氧发生反应生成三氧化二硼,并与基质中电熔镁砂及用后镁碳砖中的氧化镁反应生成低熔点相硼酸镁,硼酸镁液相的生成是镁基含碳材料烧结性以及抗氧化性增强的主要原因。烧后试样主晶相为方镁石,次晶相为镁铝尖晶石。 展开更多

关键词 BN 镁基含碳耐火材料 抗氧化性 硼酸镁

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含碳耐火材料的防氧化方法 被引量：17

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作者 李新健 柯昌明 李楠 《耐火材料》 EI CAS 北大核心 2006年第2期133-135,142,共4页

结合含碳耐火材料的抗氧化要求,对添加抗氧化剂技术、表面浸渍抑制氧化法与抗氧化涂层技术及其作用机理进行了综合介绍,并在此基础上对含碳耐火材料防氧化技术的研究方向提出了一些见解。

关键词 含碳耐火材料 抗氧化性 防氧化剂 涂层技术 表面浸渍技术

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含硼添加剂对白云石炭耐火材料抗氧化与抗侵蚀性的影响 被引量：9

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作者 叶方保 钟香崇 《耐火材料》 CAS 北大核心 1999年第2期61-66,共6页

石墨和结合碳的氧化是白云石炭耐火材料在使用中损坏的重要原因之一。本工作研究了４种含硼材料（ＣａＢ６，ＺｒＢ２，Ｂｃ和Ｃｏｌｅｍａｎｉｔｅ）在白云石炭耐火材料中的行为以及作为抗氧化剂的作用，并与ＡｌＭｇ合金的抗氧化效... 石墨和结合碳的氧化是白云石炭耐火材料在使用中损坏的重要原因之一。本工作研究了４种含硼材料（ＣａＢ６，ＺｒＢ２，Ｂｃ和Ｃｏｌｅｍａｎｉｔｅ）在白云石炭耐火材料中的行为以及作为抗氧化剂的作用，并与ＡｌＭｇ合金的抗氧化效果进行了对比。在白云石炭耐火材料中，含硼添加剂的防氧化效果优于ＡｌＭｇ合金。在高温下形成的硼酸盐熔体（Ｃａ３Ｂ２Ｏ６，Ｍｇ３Ｂ２Ｏ６）延缓或阻止了碳的氧化，从而提高了含炭材料的抗氧化性。同时，也初步研究了这些含硼添加剂与ＡｌＭｇ合金对白云石炭耐火材料抗侵蚀性的影响。结果表明：两种类型添加剂同时使用可显著提高材料的抗渣性。 展开更多

关键词 白云石 炭质 耐火材料 硼 氧化 侵蚀 助剂

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含炭耐火材料抗氧化涂料的配制及抗氧化原理 被引量：16

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作者 刘开琪 《耐火材料》 EI CAS 北大核心 2000年第1期20-22,共3页

含炭耐火材料在高温下易被氧化 ,从而造成材料性能急剧下降。靠浸渍溶液或在基质中添加抗氧化剂已不能满足工业发展及某些特殊场合的要求。文章通过对多种氧化物及非氧化物原料的特点进行分析 ,探讨了研制的自愈合系列高温抗氧化涂料 (R... 含炭耐火材料在高温下易被氧化 ,从而造成材料性能急剧下降。靠浸渍溶液或在基质中添加抗氧化剂已不能满足工业发展及某些特殊场合的要求。文章通过对多种氧化物及非氧化物原料的特点进行分析 ,探讨了研制的自愈合系列高温抗氧化涂料 (RefractoryAnti OxidationCoating ,RAOC)的抗氧化机理。 展开更多

关键词 含碳耐火材料 涂料 抗氧化性 配制 耐火材料

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硼化锆氧化的显微结构研究 被引量：1

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作者 高振昕 刘诚 《耐火材料》 CAS 北大核心 2019年第5期330-335,共6页

借助于场发射扫描电镜-能谱议和X射线衍射仪研究了电熔的和化学合成的硼化锆分别在大气条件下分别于700℃保温3h、900℃保温3h、1100℃保温3h和1300℃保温3h热处理后的氧化行为及其氧化产物的形貌和组成。结果表明:化学合成ZrB2经700℃... 借助于场发射扫描电镜-能谱议和X射线衍射仪研究了电熔的和化学合成的硼化锆分别在大气条件下分别于700℃保温3h、900℃保温3h、1100℃保温3h和1300℃保温3h热处理后的氧化行为及其氧化产物的形貌和组成。结果表明:化学合成ZrB2经700℃保温3h氧化后生成ZrO2和B2O3(l);电熔ZrB2在800℃保温24h氧化后亦生成ZrO2和B2O3(l),B2O3液相溶于水后再结晶为H3BO3。 展开更多

关键词 硼化锆(ZrB2) 石墨 含碳耐火材料 防氧化剂 氧化锆(ZrO2) 氧化硼(B2O3)

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含碳耐火材料防氧化技术综述 被引量：16

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作者 代黎明 肖国庆 丁冬海 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期3057-3066,共10页

以Mg O或Al2O3与鳞片石墨复合制备的含碳耐火材料具有优异的抗热震性、抗侵蚀性能,被广泛应用于浸入式水口、长水口、塞棒、滑板,以及具有控流和钢水净化作用的功能耐火材料部件和炼钢转炉、电炉、钢包内衬、冶金窑炉内衬等。同时,随着... 以Mg O或Al2O3与鳞片石墨复合制备的含碳耐火材料具有优异的抗热震性、抗侵蚀性能,被广泛应用于浸入式水口、长水口、塞棒、滑板,以及具有控流和钢水净化作用的功能耐火材料部件和炼钢转炉、电炉、钢包内衬、冶金窑炉内衬等。同时,随着钢铁冶金等行业趋向于高效化和智能化,对含碳耐火材料的抗渣侵蚀性能和抗热震性能提出了更高的要求。而含碳耐火材料的损毁往往是从其中的石墨被氧化开始,碳的易氧化不仅消耗鳞片石墨资源释放温室气体,而且使含碳耐火材料的性能下降、使用寿命缩短。因此,含碳耐火材料防氧化技术的发展对钢铁冶金行业提质增效、资源环境保护具有重要的现实意义。然而,含碳耐火材料的原料组成复杂,使用过程中性能相互制约,在提高抗氧化性能的同时,导致含碳耐火材料的其他性能下降。因此,研究者们除了通过调整不同抗氧化剂的含量和粒径优化抗氧化性能外,主要从抗氧化剂的复合化和含碳耐火材料微观结构演变方面不断尝试,在提高含碳耐火材料抗氧化性能的同时,协同提高其抗渣侵蚀性能和力学性能。根据含碳耐火材料的氧化损毁机理,添加抗氧化剂法依旧是含碳耐火材料最常用的防氧化技术。金属抗氧化剂除了生成金属氧化物和碳化物阻止含碳耐火材料的氧化外,通过固相反应生成的陶瓷相产物还可以提高含碳耐火材料的力学性能和抗渣侵蚀性能,过渡金属和金属合金作为抗氧化剂还可以催化热解碳石墨化以及促进碳化物晶须的生成。碳化物抗氧化剂除了常见的碳化硅和碳化硼外,MAX相和Al与碳化物结合制备的复杂化合物不仅具有优异的抗氧化性能,还可以有效避免由金属碳化物水化导致的含碳耐火材料的开裂问题。含硼氧化物作为抗氧化剂不但可以生成致密的氧化层减缓氧气的渗透,而且容易通过离子迁移形成镁铝尖晶石。此外,纳米抗氧化剂和复合粉抗氧化剂更易于分散在含碳耐火材料基质中形成均质微观结构,从而改善其综合性能。本文综述了含碳耐火材料的氧化损毁机理,主要分析了金属、碳化物和含硼氧化物三种类型抗氧化剂的研究现状,着重阐述了抗氧化剂在反应机理、微观结构演变方面的研究进展,最后提出了含碳耐火材料防氧化技术新的研究方向。 展开更多

关键词 含碳耐火材料 抗氧化剂 AL2O3-C MGO-C 金属 碳化物 含硼氧化物

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含碳耐火材料用硼基抗氧化剂研究进展 被引量：4

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作者 李韬 李亚格 +3 位作者 吴帅兵 李杭 吕俊毅 张海军 《耐火材料》 CAS 北大核心 2023年第2期169-174,共6页

含碳耐火材料具有优异的抗热震性及抗渣侵蚀性等性能,被广泛应用于炼钢系统的关键部位。但这些耐火材料中过高的碳含量会产生钢液增碳、能耗增大等问题。为了满足含碳耐火材料低碳化发展的要求,高效抗氧化剂的研发至关重要。因此,综述... 含碳耐火材料具有优异的抗热震性及抗渣侵蚀性等性能,被广泛应用于炼钢系统的关键部位。但这些耐火材料中过高的碳含量会产生钢液增碳、能耗增大等问题。为了满足含碳耐火材料低碳化发展的要求,高效抗氧化剂的研发至关重要。因此,综述了含碳耐火材料抗氧化剂的作用机制及硼基抗氧化剂的研究进展,重点阐述了单相硼基抗氧化剂、复合硼基抗氧化剂的研发状况以及对含碳耐火材料性能的影响,并对其发展前景进行了展望。 展开更多

关键词 含碳耐火材料 抗氧化剂 氧化机制 硼基抗氧化剂

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连铸用烧成铝碳质滑板研究现状 被引量：3

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作者 刘耕夫 廖宁 +1 位作者 纪子旭 李亚伟 《硅酸盐通报》 CAS 北大核心 2021年第10期3193-3199,共7页

烧成铝碳质滑板是连铸控流系统的关键功能材料之一,在使用过程中需要承受钢水和渣液的冲刷、快速和反复的热冲击,以及潜在的氧化风险,因此对材料的力学性能、热震稳定性和抗氧化性提出了严苛的要求。近年来,为了持续提高烧成铝碳质材料... 烧成铝碳质滑板是连铸控流系统的关键功能材料之一,在使用过程中需要承受钢水和渣液的冲刷、快速和反复的热冲击,以及潜在的氧化风险,因此对材料的力学性能、热震稳定性和抗氧化性提出了严苛的要求。近年来,为了持续提高烧成铝碳质材料的上述性能,延长其使用寿命,针对材料结构和组成的优化进行了不断研究,主要包括从金属铝、单质硅等主要添加剂原位形成陶瓷相增强,发展到纳米碳源协同原位陶瓷相增强增韧,以及近期的层状化合物协同纳米碳及原位陶瓷相强韧化和抗氧化。 展开更多

关键词 耐火材料 烧成铝碳质滑板 原位陶瓷相强化 热震稳定性 纳米碳 层状化合物 力学性能 抗氧化性

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含炭耐火材料用硼化物添加剂 被引量：15

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作者 叶方保 钟焰 MichelRigaud 《耐火材料》 CAS 北大核心 1997年第5期297-301,共5页

综述了近几年国外研究含炭耐火材料防氧化而采用的一些含硼添加剂，介绍了这些添加剂的特性及其防止碳氧化的基本原理。

关键词 硼化物 含炭耐火材料 耐火材料 助剂

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碳纤维的抗氧化处理 被引量：5

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作者 唐龙贵 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 1995年第8期1301-1305,共5页

用硼化合物对碳纤维进行抗氧化处理，提高了纤维的高温抗氧化性能．用热分析、电子显显微镜、表面电子能谱和Ｘ射线衍射等进行了研究，结果表明：碳纤维经过硼化合物处理后，氧化活化能提高１２３．４％，热氧化分解点提高２６８℃，高... 用硼化合物对碳纤维进行抗氧化处理，提高了纤维的高温抗氧化性能．用热分析、电子显显微镜、表面电子能谱和Ｘ射线衍射等进行了研究，结果表明：碳纤维经过硼化合物处理后，氧化活化能提高１２３．４％，热氧化分解点提高２６８℃，高温使用寿命提高许多倍，但物理机械性能变化不大． 展开更多

关键词 碳纤维 抗氧化 硼化物

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熔融制样-X射线荧光光谱法测定含碳及碳化硅的铝镁质、锆质耐火材料中的7种氧化物 被引量：6

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作者 张琴 周雯闻 《理化检验（化学分册）》 CAS CSCD 北大核心 2021年第9期834-839,共6页

建立了熔融制样-X射线荧光光谱法(XRFS)测定含碳及碳化硅的铝镁质、锆质耐火材料中的二氧化锆、三氧化二铝、二氧化硅、氧化钙、氧化镁、三氧化二铁、二氧化钛等含量的方法。将样品置于950℃马弗炉内灼烧1 h以除去其中的碳。将四硼酸锂... 建立了熔融制样-X射线荧光光谱法(XRFS)测定含碳及碳化硅的铝镁质、锆质耐火材料中的二氧化锆、三氧化二铝、二氧化硅、氧化钙、氧化镁、三氧化二铁、二氧化钛等含量的方法。将样品置于950℃马弗炉内灼烧1 h以除去其中的碳。将四硼酸锂置于铂-金坩埚中熔融,旋转坩埚使熔融态四硼酸锂附着在坩埚壁上,以减少碳化硅对铂-金坩埚的腐蚀。将1.000 0 g碳酸锂、1.000 0 g硝酸锂和0.300 0 g灼烧过的样品混合,置于挂膜处理好的铂-金坩埚中,上面再覆盖2.000 0 g四硼酸锂,在程序升温条件下预氧化以去除样品中的碳化硅。加入溴化锂溶液(脱模剂),在1 120℃下熔融20 min,浇入铂-金成型模具中,制成玻璃样片,供XRFS分析。结果显示:7种氧化物的线性相关系数不小于0.999 0,检出限为28~15 123μg·g-1;对实际样品重复测定8次,7种氧化物测定值的相对标准偏差均小于4.0%;将方法所得结果与GB/T 16555-2017中化学湿法的进行比较,偏差基本在国家标准方法允许偏差的范围内。 展开更多

关键词 熔融制样 X射线荧光光谱法 氧化物 含碳及碳化硅的铝镁质及锆质耐火材料

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