Al-,4-SiC-,4-的制備及其性能研究.pdf

1、Al4SiC4具有高熔點(diǎn)(大約2037℃)、高強(qiáng)度、高化學(xué)穩(wěn)定性、低密度、低熱膨脹系數(shù)以及優(yōu)異的抗氧化和抗水化性能等,它有望成為一種高性能耐火材料,這些年越來(lái)越受到關(guān)注。目前合成Al4SiC4材料主要采用人工合成原料,雖然能制備出Al4SiC4材料,但相應(yīng)的制備成本較高,若采用天然原料來(lái)制備,則相對(duì)成本較低,有利于大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用。
　　 本論文主要研究了以焦寶石、工業(yè)鋁粉、活性炭粉為原料,在高溫合成Al4SiC4復(fù)合材料的過(guò)程,

2、研究了合成過(guò)程中的反應(yīng)機(jī)理和反應(yīng)過(guò)程,分析了原料的最佳配比,最佳合成溫度、保溫時(shí)間等以此提高Al4SiC4的產(chǎn)率。利用XRD、SEM、EDS等測(cè)試技術(shù),研究了合成材料的物相組成和顯微結(jié)構(gòu),通過(guò)綜合熱分析(TG-DTA)研究了合成材料的氧化過(guò)程,另外我們還對(duì)合成材料的燒結(jié)性能、抗氧化性能、抗水化性能和抗渣性能進(jìn)行了相關(guān)的測(cè)試研究。
　　 經(jīng)過(guò)研究分析得出以下結(jié)論:
　　 (1)在1700℃以及1800℃,以焦寶石、鋁粉、活

3、性碳粉為原料都可以合成出Al4SiC4材料。隨著溫度的升高,各配比對(duì)應(yīng)試樣中Al4SiC4的生成量都有著明顯的增加,物相趨于更單一化,最終能夠得到僅含有Al4SiC4和Al4O4C兩相的復(fù)合材料。
　　 (2)在研究合成材料的燒結(jié)性能時(shí),燒結(jié)后試樣的氣孔率明顯降低,體積密度增加,耐壓強(qiáng)度也大大提高。燒結(jié)后試樣中Al4SiC4晶粒各片狀之間堆積得更加緊湊,空隙減少,且片狀的厚度有一定的增加。
　　 (3)Al4SiC4粉末

4、的開(kāi)始氧化的溫度大約為800℃,Al4SiC4塊體氧化后試樣的氧化層由三部分組成,即反應(yīng)層、內(nèi)氧化層和外氧化層。Al4SiC4塊體經(jīng)爐渣侵蝕后試樣渣線十分清晰,渣的部分與內(nèi)部明顯分開(kāi)。合成的Al4SiC4材料顯示出了較好的抗氧化效果和較強(qiáng)的抗侵蝕性能。
　　 (4)在抗水化實(shí)驗(yàn)中,過(guò)量的Al粉對(duì)合成材料的抗水化性有著消極的影響。水化前后,1800℃燒后試樣A4的增重率最小,其物相組成沒(méi)有什么變化,抗水化性能最好。合成的復(fù)相材料中