鎂鋁尖晶石（以下簡稱尖晶石）的原位生成對于含碳耐火材料服役性能有重要影響,可以改善含碳材料基質間的結合,但其所伴隨的體積膨脹也會影響材料的結構穩(wěn)定性。目前對于含碳材料中影響尖晶石原位生成的因素的研究較少,以及預合成尖晶石引入產生的二次尖晶石化現象對含碳耐火材料結構與性能的影響尚不明晰。因此,本課題以鋁碳和鎂碳耐火材料為研究對象,研究了尖晶石原位生成的影響因素,以及二次尖晶石化反應對含碳材料結構與性能的影響,同時通過碳包覆的方式調控了尖晶石的生成。主要結果如下:（1）將鎂砂添加到鋁碳材料中,經1150°C熱處理后有富鋁尖晶石生成,之后隨著熱處理溫度的升高,氧化鋁在尖晶石中的固溶度不斷提高,且尖晶石的晶格常數不斷減小。經1650°C熱處理后,尖晶石中氧化鋁含量約為94 wt%。鋁碳材料中尖晶石的原位生成會顯著增強基質間的陶瓷結合,使材料的強度有所提升,但也會導致鋁碳材料產生一定的體積膨脹。（2）保溫時間會影響尖晶石在鋁碳材料中的生成。隨著保溫時間的增加,尖晶石的富鋁程度更高,晶粒發(fā)育的更加充分。保溫7 h后,尖晶石中氧化鋁含量約為89 wt%,此時尖晶石晶粒粒徑為2-4μm,形貌為正八面體... 

【文章來源】：中鋼集團洛陽耐火材料研究院有限公司河南省

【文章頁數】：82 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
引言
第1章 文獻綜述
    1.1 含碳耐火材料簡介
    1.2 鎂鋁尖晶石
        1.2.1 鎂鋁尖晶石的組成及結構
        1.2.2 鎂鋁尖晶石的制備方法
        1.2.3 鎂鋁尖晶石在耐火材料中的應用
        1.2.4 二次尖晶石化反應
        1.2.5 含碳耐火材料中鎂鋁尖晶石生成方式
    1.3 尖晶石的引入對含碳材料結構與性能的影響
    1.4 課題的提出以及主要的研究內容
        1.4.1 課題的提出
        1.4.2 主要研究內容
第2章 試驗
    2.1 試驗原料及設備
        2.1.1 試驗原料
        2.1.2 試驗設備
    2.2 試驗方案
        2.2.1 尖晶石的生成對鋁碳材料結構與性能的影響
        2.2.2 二次尖晶石化對含碳材料結構與性能的影響
        2.2.3 鎂碳材料中尖晶石的生成調控
    2.3 性能測試
        2.3.1 性能參數
        2.3.2 物相分析及顯微結構
第3章 尖晶石的生成對鋁碳耐火材料結構與性能的影響
    3.1 熱處理溫度對鋁碳耐火材料中尖晶石化反應的影響
        3.1.1 物相組成
        3.1.2 顯微結構
        3.1.3 熱處理溫度對鋁碳材料物理性能的影響
        3.1.4 小結
    3.2 保溫時間對鋁碳材料中尖晶石化反應的影響
        3.2.1 物相分析
        3.2.2 顯微結構
        3.2.3 保溫時間對鋁碳耐火材料物理性能的影響
        3.2.4 小結
    3.3 原料粒度對鋁碳材料中尖晶石化反應的影響
        3.3.1 物相組成
        3.3.2 顯微結構
        3.3.3 原材料粒度對鋁碳材料物理性能的影響
        3.3.4 小結
    3.4 總結
第4章 二次尖晶石化對含碳材料結構與性能的影響
    4.1 二次尖晶石化對鋁碳材料結構與性能的影響
        4.1.1 物相組成
        4.1.2 顯微結構
        4.1.3 二次尖晶石化反應對鋁碳材料物理性能的影響
    4.2 二次尖晶石化反應對鎂碳耐火材料結構與性能的影響
        4.2.1 物相組成
        4.2.2 二次尖晶石化反應對鎂碳材料物理性能的影響
    4.3 結論
第5章 鎂碳材料中尖晶石的生成調控
    5.1 前驅體的制備與表征
        5.1.1 物理包覆法的TEM照片
        5.1.2 化學氣相沉積包覆法的TEM照片
    5.2 物相分析
    5.3 顯微結構
    5.4 不同包覆方式對鎂碳材料結構與性能的影響
    5.5 結論
第6章 結論
致謝
參考文獻
攻讀碩士學位期間取得的科研成果


【參考文獻】：
期刊論文
[1]聚碳硅烷對低碳鋁碳材料結構與性能的影響[J]. 尚心蓮,田響宇,劉國齊,李紅霞,楊文剛,于建賓.  耐火材料. 2019(01)
[2]碳熱還原制備鎂鋁尖晶石晶須及其形成機理[J]. 張彥祥,李紅霞,楊文剛,劉國齊,張利萍,田響宇,尚心蓮.  材料導報. 2018(08)
[3]添加TiB2對鋁鎂質澆注料性能的影響[J]. 唐海,員文杰,朱青友,鄧承繼,祝洪喜.  陶瓷學報. 2017(04)
[4]氧化鎂-氧化鋁粉末成型體生成鎂鋁尖晶石的膨脹機制[J]. 陳偉鵬,洪瀾,王東,張文帝,張丹丹,葉霖海,王慧華.  耐火材料. 2017(04)
[5]添加劑對尖晶石碳質材料性能的影響[J]. 鄭衛(wèi),楊金松,李紅霞,劉國齊.  耐火材料. 2016(05)
[6]埋炭熱處理溫度對低碳MgO-C材料相組成、顯微結構與力學性能的影響[J]. 伊竟廣,朱伯銓,李享成.  耐火材料. 2014(03)
[7]溫度和氣氛對合成鎂鋁尖晶石纖維的影響[J]. 段紅娟,祝洪喜,鄧承繼,員文杰.  人工晶體學報. 2013(11)
[8]富鋁尖晶石中剛玉的析晶與固溶[J]. 張偉,石干.  耐火材料. 2012(06)
[9]材料組成對鎂鋁尖晶石化行為的影響[J]. 裴春秋,石干.  武漢科技大學學報. 2012(03)
[10]Al+Mg-Al、Al+Si復合添加劑對低碳鎂碳磚抗氧化性的影響[J]. 張晉,朱伯銓.  耐火材料. 2010(02)

博士論文
[1]鎂鋁尖晶石透明陶瓷的制備與性能研究[D]. 韓丹.中國科學院大學(中國科學院上海硅酸鹽研究所) 2018
[2]納米碳源制備低碳鋁碳耐火材料微結構和力學性能研究[D]. 廖寧.武漢科技大學 2016
[3]鎂碳耐火材料組成、結構與力學性能研究[D]. 朱天彬.武漢科技大學 2015

碩士論文
[1]添加MgB2對鎂碳耐火材料抗氧化性能的影響[D]. 連進.西安建筑科技大學 2011
[2]酚醛樹脂原位催化裂解碳納米管的生成及其應用研究[D]. 雷曉謀.武漢科技大學 2008



本文編號：3467594