本文關(guān)鍵詞：Ni催化作用下低碳MgO-C耐火材料的顯微結(jié)構(gòu)特征及其性能研究

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【摘要】：本文以低碳MgO-C耐火材料為研究對象,借助于X射線衍射分析、掃描電子顯微分析、透射電子顯微分析和能譜分析等技術(shù)對試樣的物相組成和顯微結(jié)構(gòu)演化進行了分析;對試樣的常溫抗折強度、常溫耐壓強度、應(yīng)力應(yīng)變曲線、彎曲模量、高溫抗折強度、抗熱震性等進行了檢測;研究了抗氧化劑(Mg-Al合金粉、金屬Si粉)和催化劑Ni(NO_3)_2·6H_2O添加量對低碳MgO-C耐火材料顯微結(jié)構(gòu)和性能的影響;建立了催化劑作用下原位MgO晶須的生長模型。以Mg-Al合金粉和金屬Si粉為抗氧化劑,以Ni(NO_3)_2?6H_2O為催化劑,研究了催化劑添加量對低碳MgO-C耐火材料基質(zhì)物相組成、顯微結(jié)構(gòu)特征和試樣抗熱震性及力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明:經(jīng)1200oC熱處理后,試樣中Mg-Al合金被氧化,進一步反應(yīng)生成MgAl_2O_4,試樣中有頂端為Ni微球的MgAl_2O_4晶須生成,其直徑為400-500 nm,長徑比在30-40之間;經(jīng)1400oC熱處理后,金屬Si消失,試樣中有AlN相和SiC晶須生成,MgAl_2O_4生成量增加,但其晶須直徑及長徑比無明顯變化;當(dāng)催化劑加入量分別為0.4%、0.6%時,試樣的抗熱震性能和斷裂韌性都得到提高。以Mg-Al合金粉為抗氧化劑,以Ni(NO_3)_2?6H_2O為催化劑,研究了不同催化劑添加量對低碳MgO-C耐火材料基質(zhì)顯微結(jié)構(gòu)特征和力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明:含Ni(NO_3)_2·6H_2O試樣在經(jīng)1200oC埋炭熱處理后可原位生成碳納米管(CNT)和MgO晶須;經(jīng)1400oC埋炭熱處理后,試樣中MgO晶須長度和直徑變化不明顯。加入催化劑試樣的常溫抗折強度、常溫耐壓強度、斷裂位移量和殘余耐壓強度分別提升66%、47%、13%和26%,其中催化劑添加量為0.6wt.%的試樣綜合性能較優(yōu)。由Ni(NO_3)_2·6H_2O前驅(qū)體中還原出的納米Ni可在高溫環(huán)境下形成液相,能較好溶解Mg(g)和CO(g),且通過溶解-擴散-析出機制生長出MgO晶須,MgO晶須的生長過程符合V-L-S生長機理。以Mg-Al合金粉為抗氧化劑,以Ni(NO_3)_2?6H_2O為催化劑,研究了不同催化劑添加量對低碳MgO-C磚顯微結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明:添加了催化劑的試樣在經(jīng)1200oC埋炭熱處理后原位生成碳納米管(CNT)和MgAl_2O_4晶須;經(jīng)1400oC熱處理后,試樣中碳納米管直徑增大,長度變短,MgAl_2O_4晶須生成量增多;其中Ni(NO_3)_2·6H_2O添加量為0.6wt.%的試樣綜合性能較優(yōu)。
【關(guān)鍵詞】：低碳MgO-C耐火材料 MgAl_2O_4 晶須 催化劑 顯微結(jié)構(gòu)
【學(xué)位授予單位】：武漢科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TQ175.1
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第一章 文獻綜述10-22
• 1.1 低碳MgO-C耐火材料研究現(xiàn)狀與進展10
• 1.2 低碳MgO-C耐火材料中的碳源10-13
• 1.2.1 鱗片石墨11
• 1.2.2 納米碳黑11-12
• 1.2.3 石墨烯/氧化石墨烯12
• 1.2.4 碳納米管12-13
• 1.3 低碳MgO-C耐火材料用結(jié)合劑13-15
• 1.3.1 酚醛樹脂13-14
• 1.3.2 煤瀝青14
• 1.3.3 Carbores14-15
• 1.4 低碳MgO-C耐火材料中原位陶瓷相生成與控制15-18
• 1.5 低碳MgO-C耐火材料中次生碳形成及其結(jié)構(gòu)調(diào)控18-20
• 1.6 課題的目的、意義及研究內(nèi)容20-22
• 1.6.1 研究的目的及意義20-21
• 1.6.2 主要研究內(nèi)容21-22
• 第二章 低碳MgO-C耐火材料中MgAl_2O_4、SiC晶須的原位生成及其對材料力學(xué)性能的影響22-32
• 2.1 試驗22-23
• 2.1.1 試驗原料22
• 2.1.2 試驗方案設(shè)計22-23
• 2.1.3 表征方法23
• 2.2 結(jié)果與討論23-31
• 2.2.1 試樣的物相組成23-24
• 2.2.2 試樣的顯微結(jié)構(gòu)特征24-27
• 2.2.3 試樣的常溫力學(xué)性能27-30
• 2.2.4 試樣的抗熱震性能30-31
• 2.3 小結(jié)31-32
• 第三章 Ni催化作用下MgO晶須的原位生成機理及其對MgO-C耐火材料性能的影響32-44
• 3.1 試驗32-33
• 3.1.1 試驗原料32
• 3.1.2 試驗方案設(shè)計32-33
• 3.1.3 表征方法33
• 3.2 結(jié)果與討論33-43
• 3.2.1 試樣的常溫力學(xué)性能33-35
• 3.2.2 試樣的抗熱震性能35-37
• 3.2.3 試樣的物相組成37
• 3.2.4 試樣的顯微結(jié)構(gòu)特征37-41
• 3.2.5 Mg-Al-O-C-N系統(tǒng)熱力學(xué)分析41-42
• 3.2.6 MgO晶須生長機理及生長模型42-43
• 3.3 小結(jié)43-44
• 第四章 Ni(NO_3)_2·6H_2O催化劑對MgO-C磚顯微結(jié)構(gòu)和性能的影響44-54
• 4.1 試驗44-45
• 4.1.1 試驗原料44
• 4.1.2 試驗方案設(shè)計44-45
• 4.1.3 表征方法45
• 4.2 結(jié)果與討論45-53
• 4.2.1 試樣的物相組成45
• 4.2.2 試樣的顯微結(jié)構(gòu)特征45-49
• 4.2.3 試樣的顯氣孔率和體積密度49-50
• 4.2.4 試樣的力學(xué)性能50-53
• 4.2.5 試樣的抗熱震性能53
• 4.3 小結(jié)53-54
• 第五章 結(jié)論54-55
• 參考文獻55-60
• 附錄1 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文60-61
• 附錄2 攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項目61-62
• 致謝62

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中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 孫俊民,韓德馨,姚強,徐旭常;燃煤飛灰的顯微顆粒類型與顯微結(jié)構(gòu)特征[J];電子顯微學(xué)報;2001年02期

2 竇士學(xué),P. D. Pacey,C. R. Masson;CaO穩(wěn)定ZrO_2陶瓷的顯微結(jié)構(gòu)特征及其對滲氧性的影響[J];硅酸鹽學(xué)報;1990年01期

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1 羅巍;Ni催化作用下低碳MgO-C耐火材料的顯微結(jié)構(gòu)特征及其性能研究[D];武漢科技大學(xué);2016年

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本文編號：930118