電解鋁槽用免燒成SiC耐火材料的研究.pdf

1、電解鋁行業(yè)廣泛應(yīng)用的SiC/Si3N4耐火材料面臨著成本高，工藝控制復雜等問題。本文主要研究碳化硅耐火材料的免燒成技術(shù)（即碳化硅原料在成型和干燥后，通過應(yīng)用環(huán)境的溫度使材料實現(xiàn)自燒結(jié)），為碳化硅耐火材料的低成本制造提供一種新的嘗試。
　　本文以不同粒級的碳化硅為原料，酚醛樹脂為常溫結(jié)合劑，Si3N4-AlN-Al復合粉體為高溫結(jié)合基質(zhì)，通過350 MPa雙向加壓成型，960℃(模擬應(yīng)用環(huán)境溫度)燒結(jié)來制各樣品。考察了材料的密度，抗

2、折強度，抗氧化，抗熱震，抗侵蝕等性能，通過XRD、SEM等來研究材料的物相組成及微觀形貌。研究結(jié)果表明:(1)以Si3N4-AlN-Al復合粉體作為高溫結(jié)合基質(zhì)，采用最佳碳化硅的顆粒級配經(jīng)過350MPa雙向加壓成型、960℃燒成后，材料的抗折強度隨著結(jié)合基質(zhì)質(zhì)量百分數(shù)的增加沒有明顯的變化，當結(jié)合基質(zhì)質(zhì)量百分數(shù)為5％時，試樣的密度最大為2.57 g·cm-3，氣孔率最小為17.5％，當結(jié)合基質(zhì)質(zhì)量百分數(shù)為10％時材料的抗折強度最大為7.5

3、 MPa。(2)經(jīng)過2次浸滲硅溶膠、960℃燒結(jié)后，材料的致密度得到很大的改善，最大密度為2.67 g·cm-3，最小氣孔率為12.8％，材料的抗折強度得到顯著提高，最大抗折強度為22.7 MPa。(3)燒結(jié)后材料的主要物相為SiC、Al2O3、AlN、Si3N4、Al3.21Si0.47。浸滲硅溶膠的材料的微觀組織均勻，碳化硅大顆粒與基質(zhì)結(jié)合良好，抗熱震性能優(yōu)良，5次熱震后的殘余抗折強度仍然高于普通試樣的原始抗折強度。(4)在電解質(zhì)摩

4、爾比為2.2、溫度為960℃的條件下，試樣經(jīng)2h、6h以及18h抗冰晶石熔液侵蝕后，結(jié)合基質(zhì)質(zhì)量百分數(shù)為12.5％且經(jīng)過2次浸滲硅溶膠的試樣，綜合抗侵蝕性能最佳，抗侵蝕18h后的體積損失率為3.2％，與文獻報道的高溫燒成的Sialon-SiC材料相當。侵蝕溫度對材料的抗侵蝕性能影響明顯。(5)浸滲硅溶膠試樣的抗氧化性優(yōu)于普通試樣，氧化增重明顯低于普通試樣。在氧化2-10h內(nèi)，隨氧化時間的延長，材料的強度得到提高。
　　論文結(jié)果對于