不同鋁源對(duì)鎂質(zhì)材料中MgAlON形成機(jī)理的研究
發(fā)布時(shí)間:2021-08-30 01:46
鎂質(zhì)耐火材料燒成溫度高,但熱震穩(wěn)定性差,因此改善鎂質(zhì)耐火材料的熱震穩(wěn)定性能在耐火材料中顯得尤為重要。有研究表明,含碳耐火材料中添加的金屬使用過(guò)程中可形成非氧化物,提高耐火材料的高溫力學(xué)性能。非氧化物鎂阿隆(M g Al ON)是氧化鎂固溶到阿隆相中形成的一種具有優(yōu)良性能的新型高溫材料。M g Al ON具有良好的抗渣性能,不污染鋼液,其高溫性能優(yōu)異,通過(guò)在耐火材料中形成纖維狀結(jié)構(gòu),提高耐火材料的高溫力學(xué)性能,實(shí)現(xiàn)改善鎂質(zhì)材料熱震穩(wěn)定性能的目的。鎂質(zhì)耐火材料中的Mg Al ON可以通過(guò)引入含鋁原料的原位反應(yīng)生成,因此有必要對(duì)引入不同鋁源的鎂質(zhì)耐火材料中Mg Al ON的生成其機(jī)理進(jìn)行研究,以期為金屬?gòu)?fù)合鎂質(zhì)耐火材料的制備提供理論根據(jù)。本文主要研究在埋碳還原氣氛和氮?dú)鈿夥障?熱處理溫度、鋁源的引入方式及加入量(包括金屬鋁粉、鎂鋁尖晶石粉、α-氧化鋁粉、金屬鈦粉單獨(dú)或復(fù)合引入)對(duì)Mg Al ON生成機(jī)理的影響。利用XRD、SEM及EDS分析了熱處理后試樣的礦物組成、顯微結(jié)構(gòu)及微區(qū)成分,得出:添加金屬鋁的試樣中,鋁熔融形成孔洞,其內(nèi)可生成纖維和板片狀Mg Al ON相。Mg Al ON生成受液...
【文章來(lái)源】:遼寧科技大學(xué)遼寧省
【文章頁(yè)數(shù)】:81 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
不同溫度下金屬鋁結(jié)合耐火材料的產(chǎn)物
1.緒論8圖1.2Ti-C相圖Figure1.2plasediagramofTi-C圖可以看出,碳化物的相很寬,在氯化鈉(NaC1)型結(jié)構(gòu)中心形成2%-3%空位,在碳化鈦-X(TiC-X)的情況中最大均勻化,其摩爾分?jǐn)?shù)范圍是32%-48.8%,溫度為1870℃。接近1900℃時(shí)明顯形成另一碳化物碳化二鈦(Ti2C)(摩爾分?jǐn)?shù)33%)。碳化鈦(TiC)具有良好的傳熱性能和導(dǎo)電性能,具有金屬性質(zhì)。碳化鈦是弱順磁性物質(zhì)。高于1200℃時(shí)碳化鈦與氮?dú)猓∟2)反應(yīng)生成組成變化的鈦(碳,氮)化合物。致密的碳化鈦在800℃時(shí)氧化很慢,但粉末狀碳化鈦(TiC)在600℃時(shí)可在氧中燃燒(見(jiàn)式1.2):222TiCOTiOCO(1.2)碳化鈦(TiC)在400℃時(shí)可與氯反應(yīng)生成四氯化鈦(TiCl4)。碳化鈦(TiC)不溶于水,在高于700℃時(shí)與水蒸氣反應(yīng)生成二氧化鈦(TiO2)(見(jiàn)式1.3):22222TiC6HO2TiOCO6H(1.3)碳化鈦(TiC)不溶于鹽酸,也不溶于沸騰的堿,但能溶于硝酸和王水中。碳化鈦(TiC)在1200℃時(shí)可與CO2反應(yīng)生成TiO2(見(jiàn)式1.4):22TiC3COTiO4CO(1.4)碳化鈦(TiC)在1900℃時(shí)可與MgO反應(yīng)生成TiO(見(jiàn)式1.5):TiC2MgOTiOCO2Mg(1.5)1.4.2鈦的鋁氧氮化物鈦阿隆(TiAlON)為氮化鈦和氧化鋁的固溶體,具有優(yōu)異的高溫穩(wěn)定性以及抗磨損性能,已應(yīng)用于多種領(lǐng)域,由于其為四元化合物,在成分控制有著更為寬泛的調(diào)整空間,研究發(fā)現(xiàn)鈦-鋁-氧-氮(Ti-Al-O-N)系統(tǒng)生成尖晶石型鈦阿隆,而在1423K-1973K,鈦酸鋁(Al2TiO5)附近很大范圍具有其結(jié)構(gòu)的鈦阿隆固溶
2.實(shí)驗(yàn)過(guò)程及檢測(cè)12表2.2實(shí)驗(yàn)配方,%Table2.2Formulationofspecimens,%試樣編號(hào)鋁粉輕燒氧化鎂α-A12O3鎂鋁尖晶石鈦粉(外加)AM-14060---AM-23070---AM-32080---AMM-14026-34-AMM-23030-40-AMM-32034-46-AMA-1402634--AMA-2303040--AMA-3203446--T-AM4060--20圖2.1工藝流程圖Figure2.1Processflowdiagram2.3性能檢測(cè)和表征2.3.1XRD物相分析本實(shí)驗(yàn)中X射線衍射儀主要用于檢驗(yàn)試樣礦物組成的,輻射源CuKα1,λ=0.15405nm,工作電壓40KV,電流40mA,步長(zhǎng)0.013°,間隔5.1s,掃描范
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]MgO與Al2O3對(duì)Al-MgO-Al2O3體系中MgAlON形成機(jī)理的影響[J]. 仝尚好,李勇,焦智宇,閆明偉,張宇翠,鐵占鵬. 硅酸鹽學(xué)報(bào). 2019(12)
[2]不同熔煉工藝對(duì)電熔方鎂石的影響[J]. 鄭玉,羅旭東,王春新,錢峰. 無(wú)機(jī)鹽工業(yè). 2019(10)
[3]鋁、硅添加對(duì)方鎂石-鋁鎂尖晶石質(zhì)免燒耐火材料性能的影響[J]. 桂舜,王周福,王璽堂,劉浩,馬妍. 武漢科技大學(xué)學(xué)報(bào). 2019(04)
[4]鎂鋁合金直接燃燒法合成AlN晶體[J]. 謝曉,隋穎,黃曉昱,朱晨光. 無(wú)機(jī)材料學(xué)報(bào). 2019(04)
[5]高溫N2氣氛下樹(shù)脂結(jié)合剛玉材料中阿隆相的形成機(jī)制[J]. 聶熙,李勇,秦海霞,閆明偉,姚桂生,金秀明. 復(fù)合材料學(xué)報(bào). 2018(12)
[6]鎂質(zhì)耐火材料的發(fā)展[J]. 安新. 科技風(fēng). 2018(25)
[7]MgAlON-MgAl2O4復(fù)合材料的制備與性能研究[J]. 黃俊偉,李紅霞,徐恩霞,王剛. 耐火材料. 2018(03)
[8]耐火材料性質(zhì)分類及其應(yīng)用[J]. 馮啟超. 科技資訊. 2018(03)
[9]直接氮化法制備MgAlON材料的工藝研究[J]. 黃俊偉,曹雨后,高金星,徐恩霞. 材料導(dǎo)報(bào). 2017(S2)
[10]MgAlON復(fù)合材料的抗氧化性分析[J]. 郭艷芹,張海燕. 硅酸鹽通報(bào). 2017(05)
碩士論文
[1]氧化鎂—氧化鋁原位合成鎂鋁尖晶石反應(yīng)行為的研究[D]. 陳偉鵬.蘇州大學(xué) 2017
[2]RH浸漬管用方鎂石—尖晶石質(zhì)耐火材料研究[D]. 李靜捷.武漢科技大學(xué) 2016
[3]金屬結(jié)合堿性滑板性能研究[D]. 宗雷.遼寧科技大學(xué) 2013
本文編號(hào):3371808
【文章來(lái)源】:遼寧科技大學(xué)遼寧省
【文章頁(yè)數(shù)】:81 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
不同溫度下金屬鋁結(jié)合耐火材料的產(chǎn)物
1.緒論8圖1.2Ti-C相圖Figure1.2plasediagramofTi-C圖可以看出,碳化物的相很寬,在氯化鈉(NaC1)型結(jié)構(gòu)中心形成2%-3%空位,在碳化鈦-X(TiC-X)的情況中最大均勻化,其摩爾分?jǐn)?shù)范圍是32%-48.8%,溫度為1870℃。接近1900℃時(shí)明顯形成另一碳化物碳化二鈦(Ti2C)(摩爾分?jǐn)?shù)33%)。碳化鈦(TiC)具有良好的傳熱性能和導(dǎo)電性能,具有金屬性質(zhì)。碳化鈦是弱順磁性物質(zhì)。高于1200℃時(shí)碳化鈦與氮?dú)猓∟2)反應(yīng)生成組成變化的鈦(碳,氮)化合物。致密的碳化鈦在800℃時(shí)氧化很慢,但粉末狀碳化鈦(TiC)在600℃時(shí)可在氧中燃燒(見(jiàn)式1.2):222TiCOTiOCO(1.2)碳化鈦(TiC)在400℃時(shí)可與氯反應(yīng)生成四氯化鈦(TiCl4)。碳化鈦(TiC)不溶于水,在高于700℃時(shí)與水蒸氣反應(yīng)生成二氧化鈦(TiO2)(見(jiàn)式1.3):22222TiC6HO2TiOCO6H(1.3)碳化鈦(TiC)不溶于鹽酸,也不溶于沸騰的堿,但能溶于硝酸和王水中。碳化鈦(TiC)在1200℃時(shí)可與CO2反應(yīng)生成TiO2(見(jiàn)式1.4):22TiC3COTiO4CO(1.4)碳化鈦(TiC)在1900℃時(shí)可與MgO反應(yīng)生成TiO(見(jiàn)式1.5):TiC2MgOTiOCO2Mg(1.5)1.4.2鈦的鋁氧氮化物鈦阿隆(TiAlON)為氮化鈦和氧化鋁的固溶體,具有優(yōu)異的高溫穩(wěn)定性以及抗磨損性能,已應(yīng)用于多種領(lǐng)域,由于其為四元化合物,在成分控制有著更為寬泛的調(diào)整空間,研究發(fā)現(xiàn)鈦-鋁-氧-氮(Ti-Al-O-N)系統(tǒng)生成尖晶石型鈦阿隆,而在1423K-1973K,鈦酸鋁(Al2TiO5)附近很大范圍具有其結(jié)構(gòu)的鈦阿隆固溶
2.實(shí)驗(yàn)過(guò)程及檢測(cè)12表2.2實(shí)驗(yàn)配方,%Table2.2Formulationofspecimens,%試樣編號(hào)鋁粉輕燒氧化鎂α-A12O3鎂鋁尖晶石鈦粉(外加)AM-14060---AM-23070---AM-32080---AMM-14026-34-AMM-23030-40-AMM-32034-46-AMA-1402634--AMA-2303040--AMA-3203446--T-AM4060--20圖2.1工藝流程圖Figure2.1Processflowdiagram2.3性能檢測(cè)和表征2.3.1XRD物相分析本實(shí)驗(yàn)中X射線衍射儀主要用于檢驗(yàn)試樣礦物組成的,輻射源CuKα1,λ=0.15405nm,工作電壓40KV,電流40mA,步長(zhǎng)0.013°,間隔5.1s,掃描范
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]MgO與Al2O3對(duì)Al-MgO-Al2O3體系中MgAlON形成機(jī)理的影響[J]. 仝尚好,李勇,焦智宇,閆明偉,張宇翠,鐵占鵬. 硅酸鹽學(xué)報(bào). 2019(12)
[2]不同熔煉工藝對(duì)電熔方鎂石的影響[J]. 鄭玉,羅旭東,王春新,錢峰. 無(wú)機(jī)鹽工業(yè). 2019(10)
[3]鋁、硅添加對(duì)方鎂石-鋁鎂尖晶石質(zhì)免燒耐火材料性能的影響[J]. 桂舜,王周福,王璽堂,劉浩,馬妍. 武漢科技大學(xué)學(xué)報(bào). 2019(04)
[4]鎂鋁合金直接燃燒法合成AlN晶體[J]. 謝曉,隋穎,黃曉昱,朱晨光. 無(wú)機(jī)材料學(xué)報(bào). 2019(04)
[5]高溫N2氣氛下樹(shù)脂結(jié)合剛玉材料中阿隆相的形成機(jī)制[J]. 聶熙,李勇,秦海霞,閆明偉,姚桂生,金秀明. 復(fù)合材料學(xué)報(bào). 2018(12)
[6]鎂質(zhì)耐火材料的發(fā)展[J]. 安新. 科技風(fēng). 2018(25)
[7]MgAlON-MgAl2O4復(fù)合材料的制備與性能研究[J]. 黃俊偉,李紅霞,徐恩霞,王剛. 耐火材料. 2018(03)
[8]耐火材料性質(zhì)分類及其應(yīng)用[J]. 馮啟超. 科技資訊. 2018(03)
[9]直接氮化法制備MgAlON材料的工藝研究[J]. 黃俊偉,曹雨后,高金星,徐恩霞. 材料導(dǎo)報(bào). 2017(S2)
[10]MgAlON復(fù)合材料的抗氧化性分析[J]. 郭艷芹,張海燕. 硅酸鹽通報(bào). 2017(05)
碩士論文
[1]氧化鎂—氧化鋁原位合成鎂鋁尖晶石反應(yīng)行為的研究[D]. 陳偉鵬.蘇州大學(xué) 2017
[2]RH浸漬管用方鎂石—尖晶石質(zhì)耐火材料研究[D]. 李靜捷.武漢科技大學(xué) 2016
[3]金屬結(jié)合堿性滑板性能研究[D]. 宗雷.遼寧科技大學(xué) 2013
本文編號(hào):3371808
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