水泥熱工設(shè)備用SiC陶瓷的制備與研究.pdf

1、水泥產(chǎn)業(yè)是國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)之一，水泥行業(yè)所用的傳統(tǒng)耐火材料使用壽命普遍較短，尤其是新型干法水泥懸浮預(yù)熱器和分解爐內(nèi)的掛片。碳化硅陶瓷由于具有高硬度、高分解溫度、高導(dǎo)熱率、低膨脹系數(shù)、耐腐蝕等多種優(yōu)良性能，是理想的水泥懸浮預(yù)熱器和分解爐內(nèi)筒掛片的替代材料。
　　目前，對氧化物結(jié)合SiC陶瓷的研究較多，但大多數(shù)使用高性能的SiC粉，增加了SiC陶瓷的生產(chǎn)成本，不利于水泥行業(yè)經(jīng)濟利益的提高。本論文以工業(yè)級SiC粉為原料，制備SiC陶瓷

2、，意在選用最普通的工業(yè)材料，適合工業(yè)化的成型方式，制備出滿足水泥行業(yè)耐火材料使用要求的SiC陶瓷。
　　論文首先研究了燒結(jié)助劑的組成對SiC陶瓷性能的影響。以Al2O3-SiO2-MgO-CaO體系為氧化物燒結(jié)助劑，用模壓成型制備SiC陶瓷，討論了氧化物燒結(jié)助劑的組成、燒結(jié)溫度、燒結(jié)助劑總含量、燒結(jié)氣氛對SiC陶瓷性能的影響。測定了SiC陶瓷的體積密度、氣孔率、硬度、耐壓強度、耐堿性和抗熱震性能，并用XRD對生成的物相進行分析，用

3、SEM對其斷面形貌進行分析。研究表明，當Al2O3∶ SiO2∶MgO∶CaO=3.6∶4.2∶1.1∶1.1、燒結(jié)溫度1500℃、燒結(jié)助劑總含量10wt％、在空氣中，模壓成型制備SiC陶瓷的耐堿性和抗熱震性能好，體積密度為2.58g/cm3，氣孔率為11.8％，洛氏硬度為75，耐壓強度為172MPa。
　　同時對SiC注漿成型所用漿料的性能進行研究。通過對粉體球磨、酸洗、偶聯(lián)劑CG-560表面改性，從而對原料SiC粉進行預(yù)處理，

4、同時在分散劑的作用下制備出滿足注漿成型要求的水基漿料。對球磨和改性后的粉體粒度，漿料的粘度和沉降高度進行了測試分析。根據(jù)實驗結(jié)果，偶聯(lián)劑CG-560的添加量為2.0wt％時，SiC粉體表面包覆改性的效果最好;添加CMC-Na為分散劑，用TMAH代替氨水調(diào)節(jié)pH值，當CMC-Na的加入量為0.10wt％～0.15wt％，pH為10.5～12，固相含量在50vol％～55vol％之間的漿料可用于注漿成型;當CMC-Na的加入量為0.10wt

5、％，pH為11.5，可制得固相含量為55vol％、粘度為592mPa·s的漿料。
　　在上述研究的基礎(chǔ)上用注漿成型制備SiC陶瓷，研究脫模時間和漿料固相含量對SiC陶瓷性能的影響，并對其斷面的SEM圖片進行分析;在模壓成型研究的氧化物燒結(jié)助劑配方的基礎(chǔ)上，用注漿成型研究不同的配方對SiC陶瓷性能的影響;在相同的配方和實驗條件下，漿料固相含量55vol％，脫模時間30min，所制得SiC陶瓷性能優(yōu)于模壓成型;注漿成型制備SiC陶瓷的