论文摘要
Si3N4/SiC复合材料具有高温力学性能好、热稳定性好、不易被有色金属侵蚀等特点,被广泛应用于包括电解铝等冶金行业。但该材料仍然存在成本高,工艺过程控制复杂、耗能高等问题。本文专门研究电解铝行业用的Si3N4/SiC耐火材料的免烧成技术,即经过机械成型、低温干燥处理的材料利用电解铝过程中的800℃环境实现材料的自烧结,以达到降低耐火材料制备成本的目的。本课题直接采用工业化的SiC、Si3N4和粘土为原料,研究了Si3N4/SiC耐火材料的原料颗粒级配和干压成型工艺,在800℃（模拟耐火材料在电解铝槽中的使用温度）氧化气氛下进行烧结,考察了该材料在烧结后的抗折强度、抗热震性、抗氧化性、抗侵蚀性等性能,并通过X射线衍射仪、扫描电镜和热力学分析,研究了Si3N4/SiC耐火材料的物相组成、样品断口,研究了该材料在静态空气中的氧化机理,为Si3N4/SiC体系耐火材料免烧成技术的研究提供一定的基础。研究结果表明：（1）在机械成型过程中,影响Si3N4/SiC耐火材料致密度的主要因素有颗粒级配、压制压力和粘土加入量。材料的物相主要由SiC、Si3N4、SiO2和A1203组成。（2）当0.3～1.7mm SiC含量为50%、0.125～0.6mm SiC含量为22%、60μm SiC含量为14%、1μm Sic含量为7%、70μm SiC为7%、外加70μm粘土5%时,经400MPa成型后Si3N4/SiC耐火材料的成型密度为2.752g/cm3,在300℃干燥后材料的密度为2.733g/cm3,800℃烧结后材料的密度为2.718g/cm3；耐火材料的抗折强度可达到24MPa。（3）当0.3～1.7mm SiC含量为50%、0.125～0.6mm SiC含量为20%、60μm SiC含量为10%、1μm SiC含量为5%、Si3N4为15%、外加70μm粘土5%时,耐火材料抗热震性和抗侵蚀性最佳,热震次数大于25次,冰晶石和铝液侵蚀48h后,材料的质量增加率为1.17%：耐火材料在1200℃氧化8h后的单位面积氧化增重为13.1mg·cm-2,氧化激活能为62kJ/mol。
论文目录
相关论文文献
- [1].铝电解用Si_3N_4/SiC复合材料腐蚀研究进展[J]. 轻金属 2020(10)
- [2].烧结助剂种类对Si_3N_4/SiC陶瓷力学与摩擦性能的影响（英文）[J]. 无机材料学报 2014(08)
- [3].Si_3N_4/SiC/环氧树脂纳米导热复合材料的制备[J]. 粘接 2012(12)
- [4].氧化烧结Si_3N_4/SiC复合材料的抗冰晶石侵蚀性能研究[J]. 中国陶瓷 2008(10)
- [5].助烧剂对反应烧结Si_3N_4/SiC材料性能的影响[J]. 中国陶瓷 2013(09)
- [6].用硅灰合成无碳Si_3N_4/SiC纳米粉末[J]. 耐火与石灰 2013(03)
- [7].反应烧结制备Si_3N_4/SiC复相陶瓷及其力学性能研究[J]. 无机材料学报 2014(06)
- [8].Si_3N_4/SiC/环氧树脂纳米导热复合材料的制备[J]. 塑料工业 2015(12)
- [9].低压铸造升液管用Si_3N_4/SiC复相非致密陶瓷材料显微结构和力学性能[J]. 人工晶体学报 2013(06)
- [10].免烧成低密度Si_3N_4/SiC复相耐火材料的制备及性能研究[J]. 稀有金属材料与工程 2015(S1)
- [11].Y_2O_3对反应烧结Si_3N_4/SiC复相陶瓷组织和性能的影响[J]. 材料热处理学报 2012(07)
- [12].冰模板法制备反应结合多孔Si_3N_4/SiC复相陶瓷[J]. 人工晶体学报 2014(08)
- [13].Cr_2O_3催化氮化制备Si_3N_4/SiC耐火材料及其性能[J]. 机械工程材料 2018(10)
- [14].稻壳灰制备Si_3N_4/SiC复合粉体的研究[J]. 人工晶体学报 2013(07)
- [15].Mullite–Si_3N_4/SiC复相陶瓷的制备及性能[J]. 硅酸盐学报 2016(09)
- [16].铁精粉还原炉用Si_3N_4(Sialon)/SiC材料在H_2O—H_2—N_2气氛中热力学计算分析[J]. 陶瓷 2011(07)
- [17].Si_3N_4粒度对逆反应烧结制备Si_3N_4/SiC复合材料性能的影响[J]. 人工晶体学报 2009(S1)
- [18].反应烧结制备轻质高强Si_3N_4/SiC材料[J]. 陶瓷学报 2012(04)
- [19].反应烧结Si_3N_4/SiC复相陶瓷合成工艺优化的研究[J]. 功能材料 2010(S3)