碳化硅guī（SiC）在zài麻豆磚zhuān、麻豆澆注料中主要起到dào

發佈時間jiān：2022-03-17

SiC因具有熱膨脹係數小xiǎo、熱導率高gāo、高溫強度大dà、抗渣性好和可形成保護性氧化等優點而被廣泛用作高性能néng麻豆材料liào或作爲提高gāo麻豆材料liào性能尤其是抗渣性和熱震穩定性的添加物使用yòng。

半bànSiC質製品是以yǐSiC爲次要成分或輔助成分的含hánSiC麻豆製品pǐn。按其材質不同tóng，它可分爲粘土熟料liàoSiC製品pǐn、高鋁lǚSiC製品和剛玉yùSiC製品等děng。由於這類製品含有yǒuSiC，因此其熱震穩定性xìng，導熱性和強度顯著提高gāo。如在粘土熟料liàoSiC製品加入少量liàngSiC，對提高製品的熱震穩定性有顯著效果guǒ，且隨着配料中zhōngSiC細粉含量增加jiā，製品的熱震穩定性逐漸提高gāo;在高鋁lǚSiC製品加入適量liàngSiC(最適宜加入量是shì30%)，並加入適量磷酸suān，製品具有高的熱震穩定性xìng與良好的熱傳導性，其強度亦較高gāo;在剛玉yùSiC製品加入少量liàngSiC細粉可顯著改善其熱震穩定性xìng，隨着zheSiC細粉量增加jiā，熱震穩定性有規律地提高gāo，如以棕剛玉爲骨料liào，加入rù10%SiC細粉fěn，用磷酸爲結合劑jì，經高壓成形xíng，到dào1450℃熱處理而製得的軋鋼加熱爐用滑軌磚zhuān，應用效果良好hǎo。

在zài不定形xíng麻豆材料liào中zhōng，SiC既可以作爲主成chéng分製成SiC質zhì澆注料liào，也可以作爲添加成分來改善其它tā澆注料liào的性能néng，尤其是抗渣性xìng和熱震穩定性。本文主要研究jiūSiC爲添加成分時對duì澆注料liào性能的影響xiǎng，故僅就此方面進行綜述shù。SiC對duì澆注料liào性能改善的研究主要集中在zài剛玉質澆注料liào和hé高鋁質澆注料liào等方面miàn。

在zài1999年研究開發了leAl2O3-SiC-C質高爐出chū鐵溝自流澆注料liào，該gāi澆注料liào具有強度高gāo、耐侵蝕性好hǎo、通鐵量高以及良好的抗熱震性和抗氧化性能等děng。針對國內大中型高爐出鐵溝的使用條件jiàn，對傳統的de鐵溝澆注料liào的結構與性能進行了優化huà，重點研究了碳化硅的加入量liàng、減水劑和中溫燒結劑對duì澆注料liào性能的影響xiǎng，在此基礎上研製成功了一種具有優異中zhōng、高溫性能的澆注料liào，在zài1050m3高爐上一次通鐵量達dá10萬wànt，使用效果良好hǎo。SiC在zài不定形xíng麻豆材料liào中的應用最常見的是用於高爐出鐵溝工作襯chèn，已有yǒu20餘年的歷史shǐ，使用效果良好hǎo。目前qián，國內外較大型高爐普遍採用的都是shìAl2O3-SiC-C質zhì澆注料liào，使鐵溝的使用壽命得以大大延長zhǎng。此外wài，含hánSiC不定形xíng麻豆材料liào還廣泛應用於鋼鐵行業的鐵水預處理器襯體tǐ、沖天爐和感應爐襯體tǐ;垃圾焚燒爐的燃燒室側牆襯chèn體和鍋爐管保護襯;水泥工業的水泥窯預熱器襯體tǐ;火電廠的旋風分離器襯體tǐ、循環流化牀爐的燃燒室shì、內襯及高溫分離器qì;陶瓷行業的燒成窯棚板以及出硅口和出鋁口等děng。

通過研究jiūSiC加入量liàng(0%、2%、4%、6%和hé8%)對礬土基jī澆注料liào高溫強度及熱震穩定性的影響xiǎng，指出加入rùSiC後hòu(4-16%)有利於提高gāo澆注料liào的高溫強度和熱震穩定性xìng。爲了提高gāo高鋁澆注料liào的燒結物理和hé麻豆性能néng，ZawrahM.F等人研究了leSiC加入量liàng(0%、2%、4%、6%和hé8%)對duì高鋁質澆注料liào性能的影響xiǎng，研究表明增加jiāSiC的含量可改善shàn高鋁質澆注料liào的燒結jié、物理和hé麻豆性能néng，但是對半成品的強度有所影響xiǎng。研究了加入非氧化物wù(SiC，SiAlON)對礬土基jī澆注料liào基質流變性和澆注料流動性的影響xiǎng。結果表明míng：加入適量的deSiC細粉fěn(不超過guò8%)有利於提高gāo澆注料liào流變性xìng;SiAlON細粉對澆注料流變性有不利影響xiǎng。研究了leSiC加入量和粒度對duì麻豆澆注料liào性能的影響xiǎng。研究發現xiàn，在zài澆注料liào基質內加入rù6%的de150目mùSiC可以改善shàn麻豆澆注料的抗熱震穩定性xìng。

綜上可見jiàn，加入rùSiC後可以改善shànAl2O3-SiO2系xì澆注料liào的高溫強度和熱震穩定性xìng。但對duìSiC抗鉛渣侵蝕性能的研究還未見報道dào。因此cǐ，本文選用yòngSiC爲添加物wù，探討tǎoSiC加入量對duìAl2O3-SiO2系澆注料抗鉛渣侵蝕性能的影響xiǎng。

SiC作爲非氧化物還能在衆多領域中有着廣泛用途tú，主要是因爲它能在其表面生成一層緻密的deSiO2保護膜而具有良好的抗氧化性能néng。但dànSiC在熱力學上其實很容易與空氣中的氧氣反應yīng。在實際應用中zhōng，特別是在高溫wēn、低氧壓和長時間的作用下xià，SiC氧化速度非常快kuài。因而從本世紀jì60年代以來lái，國內外衆多學者對duìSiC的氧化問題進行了長期大量的研究工作zuò。

通過對duìSiC表面高溫氧化層的微觀結構的研究jiū，發現xiànSiC材料在zài1040~1560℃範圍內nèi，產生的氧化層對其高溫下的抗氧化性能的影響有如下特點diǎn：

1、在zài1360℃以下xià，SiC顆粒表面形成的氧化層很薄báo，微觀結構無明顯變化huà，抗氧化性能較好hǎo，處於抗氧化的穩定階段duàn。

2、當超過guò1360℃後hòu，隨着溫度的提高gāo，SiC表面的氧化層厚度明顯增加jiā。所形成的氧化層存在許多孔洞dòng，但是由於氧化層的逐步增加jiā，SiC仍然表現出足夠高的抗氧化性能néng，此階段duàn爲過渡階段。

3、高於yú1520℃後hòu，氧化層的厚度較大且外表面較爲平坦tǎn。但處於熔融態的deSiO2流動能力較強qiáng，使shǐSiC顆粒的棱角處氧化層變薄báo，SiC氧化反應的氣體易於由此逸出而形成孔洞dòng，爲氧的進入提供了通道dào，使shǐSiC的氧化速度加快kuài，該階段duàn爲快速氧化階段。

4、表面所形成的deSiO2層與yǔSiC基體之間無明顯過渡區域yù。

對各種純chúnSiC及含有少量雜質的deSiC在不同條件下的氧化行爲進行了全面系統的綜述shù，對今後hòuSiC氧化行爲的研究具有一定的指導意義yì。

但dànSiC添加到dàoAl2O3-SiO2系xì澆注料liào中的氧化動力學問題還無人對其進行系統研究jiū。且由於yúSiC氧化本身的複雜性以及實驗原料和實驗條件不同tóng，得出的結論也有所不同tóng，至今許多問題尚未達成共識shí，有待進一步深入研究jiū。