添加MgB2對Al2O3-C耐火材料抗氧化性能的影響.pdf

1、西安建筑科技大學(xué)碩士學(xué)位論文西安建筑科技大學(xué)碩士學(xué)位論文添加添加MgBMgBMgBMgB2222對AlAlAlAl2222OOOO3333CCCC耐火材料抗氧化性能的影響耐火材料抗氧化性能的影響專業(yè):材料學(xué)碩士生:呂李華指導(dǎo)教師:肖國慶教授摘要Al2O3C耐火材料具有優(yōu)良的抗侵蝕性和抗熱震性，大量應(yīng)用于連鑄用滑動水口系統(tǒng)的滑板磚以及連鑄三大件即長水口、浸入式水口和整體塞棒等。但是，含碳耐火材料都有一個致命缺點(diǎn)，即高溫下石墨易氧化，造成使

2、用過程中制品的性能下降，所以，為了提高Al2O3C耐火材料的抗氧化性能，常常添加的抗氧化劑有金屬（Al、Si）、合金（MgAl）、碳化物(B4C、SiC)等。雖然這些常用的抗氧化劑在一定程度上抑制了石墨的氧化，但是依然存在諸多問題。例如：Al粉在600℃時與碳發(fā)生反應(yīng)，生成Al4C3，而Al4C3極易水化，使得制品抗水化性能變差，從而導(dǎo)致材料產(chǎn)生龜裂。鑒于上述抗氧化劑出現(xiàn)的問題，尋找新的抗氧化劑成為含碳耐火材料領(lǐng)域的一個研究重點(diǎn)。本文以

3、MgB2為Al2O3C耐火材料的抗氧化添加劑，采用XRDTGDSCSEMEDXA等分析手段，研究了MgB2對Al2O3C耐火材料抗氧化性能的影響，以及添加MgB2的試樣高溫下物相組成規(guī)律和顯微結(jié)構(gòu)特征，探討了其抗氧化機(jī)理。此外，還研究了MgB2對Al2O3C耐火試樣力學(xué)性能的影響及作用機(jī)理。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，MgB2先與CO氣體反應(yīng)生成MgO和B2O3，生成的MgO能夠與Al2O3繼續(xù)反應(yīng)生成MgAl2O4，同時，生成的B2O3與Al2O3

4、反應(yīng)生成Al18B4O33，它們對Al2O3C耐火材料的抗氧化起到至關(guān)重要的作用，原因在于MgAl2O4強(qiáng)化了骨料與基質(zhì)的結(jié)合，降低了氣孔率，從而提高了試樣的抗氧化性能；B2O3與Al2O3反應(yīng)生成Al18B4O33，覆蓋在石墨表面，降低開口氣孔率，形成致密保護(hù)層，阻止了氧氣的侵入；含B2O3與Al2O3的液相，填充了氣孔，堵塞了氣體的擴(kuò)散通道，從而起到抗氧化作用。通過力學(xué)性能的研究，發(fā)現(xiàn)添加MgB2的試樣強(qiáng)度高于添加常用添加劑的試樣，