發(fā)布時間：2018-02-09 02:55

  本文關鍵詞： 鎂質材料基質改性 耦合氮化反應 β-Sialon Mg-α-Sialon　出處：《遼寧科技大學》2015年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：鎂質耐火材料的主晶相為方鎂石,熔點為2800℃,在所有耐火氧化物中最高,其抗堿性渣和抗堿性氧化物的性能極優(yōu),方鎂石和其它氧化物形成的二元氧化物也大都具有相當高的熔點和性能,因此鎂質耐火材料的應用極為廣泛。然而,低品位鎂砂中大量的低熔點硅酸鹽相呈連續(xù)或者基本連續(xù)分布在方鎂石晶粒周圍,方鎂石晶粒被硅酸鹽相包裹,在方鎂石相之間不能形成直接結合。因此,當溫度達到硅酸鹽相與方鎂石的低共熔點時,存在于方鎂石晶粒周圍的硅酸鹽層逐漸變成液態(tài),方鎂石晶粒之間失去結合力,從而降低了材料的結合力與強度,極大的降低了鎂質耐火材料的高溫使用性能。試驗使用現(xiàn)有熱力學數(shù)據(jù)計算并制定了合成β-Sialon及Mg-α-Sialon的熱力學條件。采用耦合氮化反應法分別合成β-Sialon相及Mg-α-Sialon相,分析其物相組成、顯微結構及氮化率,以期對鎂質耐火材料的基質部分進行基質改性,將其低熔點物相,經(jīng)過耦合氮化反應轉化為高溫物相β-Sialon、Mg-α-Sialon等,以改善其高溫使用性能,提高其熱震穩(wěn)定性、抗渣侵蝕性。試驗主要采用中檔鎂砂、金屬Al粉、Si粉,α-Al2O3并添加助燒結劑Y2O3、TiO2、CeO2、晶種α-Si3N4,通入流動N2氣,β-Sialon燒結溫度擬定為1350℃、1400℃、1450℃、1500℃、1550℃,Mg-α-Sialon燒結溫度擬定為1550℃,耦合氮化反應法制備β-Sialon及Mg-α-Sialon。用X射線衍射儀、掃描電子顯微鏡等對燒結試樣的相組成及顯微結構等性能進行分析。研究結果表明:經(jīng)耦合氮化法分別合成了β-Sialon及Mg-α-Sialon,分析發(fā)現(xiàn)助燒結劑的加入及溫度的升高均有助于β-Sialon相的合成,且三種助燒結劑Y2O3、TiO2、CeO2中Y2O3的效果最為理想,在1550℃加入助燒結劑Y2O3時,試樣中β-Sialon的晶胞體積達到了0.236776nm3,晶相含量達到了16.79%,已經(jīng)形成了較為完整的棱柱狀結構,且氮化率達到了16.79%。耦合氮化反應合成Mg-α-Sialon的試驗中,助燒結劑Y2O3的加入量的增加促進了Mg-α-Sialon的合成,Mg-α-Sialon的晶胞體積由0.332743nm3增加到了0.333430nm3,由短柱狀結構成長為長棱柱狀及板狀結構,氮化率提高了1.81%;晶種的加入也可在一定程度上促進Mg-α-Sialon的合成,但效果并不明顯;當提高MgO的加入量時,合成的Mg-α-Sialon相晶胞體積有所減小,氮化率逐漸降低,但仍能在基質部分合成高熔點物相Mg-α-Sialon相。
[Abstract]:The main crystal phase of magnesia refractory is periclase, and the melting point is 2800 鈩，

本文編號：1496903