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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