采用反應(yīng)燒結(jié)法制備Sialon結(jié)合硅碳棒材料
2021-09-28 09:24:49 點(diǎn)擊：
在配料中加入少童Yz03，研究其對(duì)材料顯微結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能、抗氧化性和抗熱震性的影響。發(fā)現(xiàn)添加Yz0，可明顯改善Sialon結(jié)合硅碳棒的杭氧化和熱震能力，提高材料常溫杭折、抗壓強(qiáng)度，但葉1400℃下高溫杭折強(qiáng)度有負(fù)面影響。又在1200℃下測(cè)其杭折強(qiáng)度，發(fā)現(xiàn)強(qiáng)度可達(dá)501VIPa以上。因而，在中低溫條件下，添加Yz03既可使材料具備優(yōu)良的力學(xué)性能，又可提高其熱學(xué)性能。
Sialon結(jié)合硅碳棒是近10年才發(fā)展起來的一種新型復(fù)相耐火材料，具有良好的強(qiáng)度、化學(xué)穩(wěn)定性以及優(yōu)異的抗氧化和熱震能力，在鋼鐵、冶金、陶瓷等領(lǐng)域廣泛的應(yīng)用前景。在鋼鐵行業(yè)中，正逐步成為新一代高爐內(nèi)襯材料;在陶瓷行業(yè)中，成為中、高檔窯具的理想材料。
本研究利用反應(yīng)燒結(jié)制備Sialon結(jié)合硅碳棒材料，通過添加YzOs，研究其對(duì)材料顯微結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能、抗氧化性和抗熱震性的影響。探索通過添加Yz0，制備高性能的Sialon結(jié)合硅碳棒窯具材料的可行性。
本研究所用的基本原料為硅碳棒, Si, Al, A1z0。和Nzo 硅碳棒原料:硅碳棒大于或等于98%;金屬Si粉:顆粒尺寸小于0. 044mm，純度大于或等于98%;A1z0。粉:Sam，純度大于或等于99% ; Nz:純度大于98%。依反應(yīng)式:(6一Z) Si+(Z/3)Al+(Z/3 ) A1z0a+(8一Z)/2N:一Si。一:A1 ZO ZNg _:(1)取Z為2. 6，按((1)式確定的摩爾關(guān)系來確定所需物質(zhì)的配比，預(yù)備1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)3種配方，Sialon設(shè)計(jì)理論質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為25%，20%，20%，其中3號(hào)配方是在2號(hào)基礎(chǔ)上添加約1%的YzOs。
將硅碳棒 , Si粉、A1粉、A1z03粉和添加劑、I晦時(shí)結(jié)合劑等按所需比例混碾20 min后，用20MPa壓力壓制成25mm x 25mm x 125mm和36mm x 36mm的試樣，在180℃烘干48 h，后于145090 x 8 h條件下氮化燒成。
對(duì)燒成后的試樣在電爐中1350℃條件下分別加熱8h, 12h, 16h，進(jìn)行抗氧化實(shí)驗(yàn)。在1350℃下保溫30min，風(fēng)冷30min，循環(huán)5次，測(cè)量常溫抗折強(qiáng)度損失，以檢測(cè)其抗熱震性能。
利用EMGA系列氧氮?dú)渎?lián)測(cè)儀測(cè)試試樣氮含量;利用54300掃描電鏡對(duì)試樣斷口形貌進(jìn)行觀察，并借助能譜儀分析物相的成分;在N:氣氛下測(cè)高溫抗折強(qiáng)度。zsrider.com
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