微波冶金用剛玉-氮化硅及莫來石-氮化硅復(fù)合材料的研制.pdf

1、隨著科技的不斷發(fā)展，環(huán)境保護(hù)在生活生產(chǎn)中得到越來越高的重視。傳統(tǒng)重工業(yè)特別是金屬冶煉等高溫工業(yè)，迫切需要改變生產(chǎn)方式以適應(yīng)國家發(fā)展要求。微波加熱技術(shù)的出現(xiàn)使得高溫加熱有了更節(jié)能環(huán)保的加熱方式，其中用微波加熱的方式來冶煉金屬被稱為綠色冶金，是近年來興起的新技術(shù)。但微波冶金技術(shù)的應(yīng)用對(duì)微波冶金窯爐用耐火材料的性能也提出了更高的要求。莫來石制品、氮化硅制品及其復(fù)合材料成為極具應(yīng)用前景的微波冶金用耐火材料。
　　本文對(duì)剛玉-氮化硅及莫來石

2、-氮化硅復(fù)合材料的制備方法及其性能進(jìn)行了研究。實(shí)驗(yàn)以電熔剛玉、電熔莫來石及Si粉為原料，在氮?dú)鈿夥障?420℃保溫24h燒成，分別制備了剛玉-氮化硅復(fù)合材料和莫來石-氮化硅復(fù)合材料，并對(duì)復(fù)合材料的性能進(jìn)行了研究，結(jié)果如下：
　　對(duì)剛玉-氮化硅和莫來石-氮化硅復(fù)合材料的物相組成與常溫物理性能進(jìn)行了研究。結(jié)果表明：兩種復(fù)合材料中除了主晶相剛玉和莫來石外，原位生成的物相主要為β-Si3N4及少量的β-Sialon和O′-Sialon相。

3、氮化硅與剛玉和莫來石的結(jié)合較好，結(jié)構(gòu)致密。隨著Si粉加入量的增加（10wt％~15wt%），兩種復(fù)合材料的常溫抗折強(qiáng)度及耐壓強(qiáng)度均有提高。
　　對(duì)剛玉-氮化硅和莫來石-氮化硅復(fù)合材料常溫介電性和高溫下電磁波對(duì)材料的影響進(jìn)行了研究。結(jié)果顯示：兩種復(fù)合材料的介電常數(shù)均小于10，在微波透明體參數(shù)范圍內(nèi)。兩種復(fù)合材料在微波作用下升溫速度較小，符合微波冶金窯車用耐火材料的要求。兩種復(fù)合材料相比，莫來石-氮化硅復(fù)合材料的透波性更好。
　

4、　對(duì)剛玉-氮化硅和莫來石-氮化硅復(fù)合材料的熱膨脹性、加熱永久線變化、高溫力學(xué)性能及抗熱震性進(jìn)行了研究。結(jié)果表明：隨制備材料時(shí)Si粉加入量的增加，兩種復(fù)合材料高溫抗折強(qiáng)度及抗熱震性均有提高，熱膨脹系數(shù)及永久線變化率均有明顯降低，屬微膨脹材料；
　　對(duì)剛玉-氮化硅和莫來石-氮化硅復(fù)合材料的抗氧化性及抗鎳鐵礦侵蝕性進(jìn)行了研究。結(jié)果表明：隨制備材料時(shí)Si粉加入量的增多（10wt%~20wt%）兩種復(fù)合材料氧化增重率越來越大；Si粉加入量為