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1 金属塑性相复合耐火材料1

1.1 引言1

1.2 Si 金属塑性相复合 Al2O3-SiC 耐火材料的研制2

1.2.1 原材料及制备工艺2

1.2.2 塑性相成型的原理及效果3

1.3 烧成制品的组织结构4

1.4 Si 金属塑性相复合 Al2O3-SiC 耐火材料的特性6

1.4.1 烧成制品的理化性能6

1.4.2 烧成制品的断裂行为8

1.4.3 烧成制品的高温力学性能9

1.4.4 塑性相结合耐火材料的抗渣、碱及铁的侵蚀性能11

1.5 应用效果及推广20

1.5.1 企业的社会、经济效益20

1.6 Fe 金属塑性相复合 Si3N4-MgO 材料20

1.6.2 试验结果与分析21

1.6.1 试验过程21

1.7 氮化硅-刚玉质透气砖的研制26

1.7.1 实验方法和结果26

1.7.2 显微结构分析28

1.7.3 生产实验29

参考文献33

2.1 过渡塑性相工艺及其在含碳材料中的应用35

2.1.1 过渡塑性相工艺35

2 过渡塑性相工艺烧制耐火材料35

2.1.2 过渡塑性相工艺制备以 Si/Al 为添加剂的 Al2O3-C 砖和 MgO-C 砖36

2.1.3 Al 添加剂在铝镁碳材料中形成 MgAlON 的可能性39

2.2 MgAlON 对碳结合制品性能的影响46

2.2.1 试样的制备和试验方法46

2.2.2 试验结果和讨论47

2.3 氧化气氛下烧成 Si3N4-SiC 制品51

2.3.1 工业性实验52

2.3.2 制品性能53

2.3.3 第二次生产试验54

2.3.4 实验室的烧结试验55

2.3.5 工艺机理分析57

参考文献57

3 β-Sialon 材料59

3.1 β-Sialon 的发现59

3.2 β-Sialon 材料的性能63

3.3 合成β-Sialon 工艺条件的热力学评估64

3.4 Si、Al 金属过渡相工艺合成各种 Z 值的β-Sialon 的研究72

3.4.1 原料及试样的制备72

3.4.2 结果与分析73

3.5 β-Sialon 材料的抗渣、铁、碱的侵蚀性能83

参考文献84

4 β-Sialon-AlO3复合耐火材料产品86

4.1 Si、Al 金属过渡相工艺合成β-Sialon-AlO3复合耐火材料86

4.1.1 原材料对制备的β-Sialon 结合刚玉砖性能的影响88

4.1.2 铁、钛在反应烧结过程的催化作用92

4.1.3 Si-Al 合金及 Si3N4晶种对合成β-Sialon-Al2O3耐火材料的促进作用96

4.1.4 Al 的催化作用104

4.1.5 烧结助剂的筛选105

4.1.6 过渡塑性相工艺过程分析110

4.2 β-Sialon 结合刚玉复合耐火材料的性能113

4.2.1 β-Sialon—Al2O3 材料氧化动力学113

4.2.2 β-Sialon-Al2O3材料抗渣、铁、碱的侵蚀119

4.2.3 β-Sialon-Al2O3材料的炉渣侵蚀动力学146

4.2.4 β-Sialon-Al2O3材料的抗热震性能159

4.2.5 β-Sialon-Al2O3复合耐火材料应用性能的工厂试验162

参考文献166

5 β-Sialon-Al2O3-SiC 复合耐火材料169

5.1 Si、Al 金属过渡相工艺合成β-Sialon-Al2O3-SiC 复合材料169

5.1.1 Si、Al 金属过渡相工艺合成β-Sialon-SiC 二元系材料169

5.1.2 Si、Al 金属过渡相工艺制备β-Sialon-Al2O3-SiC 三元系复合材料171

5.2.3 β-Sialon-Al2O3-SiC 复合材料的物理性能173

5.3 β-Sialon-Al2O3-SiC 复合材料的显微结构特征174

5.4 β-Sialon-Al2O3-SiC 复合材料的高温力学性能181

5.4.1 试样及高温抗折强度测定方法181

5.4.2 在大气条件下试样的抗折强度与温度关系181

5.4.3 试样在埋炭条件下的高温抗折强度186

5.4.4 不同的刚玉/碳化硅比例对试样高温抗折强度的影响189

5.4.5 试样断口的显微结构分析190

5.4.6 高温力学性能研究结果的归纳194

5.5 β-Sialon-Al2O3-SiC 复合材料的抗热震性能195

5.5.1 测试方法196

5.5.2 试样的残余抗折强度与热震温差的关系196

5.5.3 试样的热震残余强度保持率与热震温差的关系200

5.5.4 试样的显微结构与抗热震性的关系202

5.5.5 抗热震性能研究结果归纳209

5.6 β-Sialon-Al2O3-SiC 复合材料的抗碱侵蚀的研究210

5.6.1 实验方法和结果211

5.6.2 碱侵蚀过程的化学反应分析215

5.6.3 碱侵蚀试样显微结构的研究217

5.6.4 研究结果222

5.7 β-Sialon-Al2O3-SiC 复合材料抗高炉渣的性能223

5.7.1 实验225

5.7.2 实验结果225

5.7.3 试样的显微结构的研究和抗渣侵蚀机理的分析229

5.8 β-Sialon-Al2O3-SiC 复合材料的抗 CaCl2侵蚀性能231

5.8.1 实验方法231

5.8.2 实验结果232

5.8.3 显微结构观察及讨论234

5.8.4 高炉内 CaCl2的主要化学反应238

参考文献239

6 镁阿隆材料240

6.1 镁阿隆(MgAlON)及阿隆(AlON)材料的一般性能240

6.1.1 AlON 的组成和结构240

6.1.2 AlON 的性能244

6.1.3 镁阿隆(MgAlON)材料的结构246

6.1.4 镁阿隆(MgAlON)材料的一般性能与应用247

6.2 合成 MgAlON 材料的工艺条件的热力学评估248

6.3 MgAlON 材料的合成251

6.3.1 由 AlN、Al2O3和 MgO 合成 MgAlON 材料252

6.3.2 Al 金属过渡相工艺合成 MgAJON 材料262

6.3.3 Al 金属过渡相工艺合成 MgAJON 材料的合成动力学294

6.4 MgAlON 材料的性能308

6.4.1 MgAlON 材料的物理性能308

6.4.2 MgAlON 材料的稳定性310

6.4.3 MgAlON 材料的抗渣性325

参考文献329

7 镁阿隆复合耐火材料332

7.1 Al 金属过渡相工艺直接制备 MgAlON 复合耐火材料332

7.1.1 实验过程332

7.1.2 制备条件的试验研究333

7.1.3 烧成试样的显微结构337

7.1.4 研究结果339

7.2 MgAlON 复合耐火材料的抗氧化性能340

7.2.1 MgAlON 复合耐火材料氧化行为的研究341

7.2.2 MgAlON 结合复合耐火材料的等温氧化动力学342

7.3 β-Sialon-MgAlON 复合耐火材料的直接制备347

7.3.1 材料的制备方法及试验步骤347

7.3.2 制成材料的物相组成和显微结构348

7.3.3 制成材料的性能351

7.4 MgAlON-Al2O3不烧复合砖的制备与抗渣侵蚀性能357

7.4.1 试验方法及步骤357

7.4.2 试验结果和讨论358

7.5 由天然矿物铝矾土制备 MgAlON 材料361

7.5.1 利用天然铝矾士制备 MgAlON 的工艺361

7.5.2 矿石中 TiO2在制备过程的行为365

7.5.3 矿石中 SiO2在制备过程的行为371

参考文献377