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1、西安建筑科技大學(xué)碩士學(xué)位論文西安建筑科技大學(xué)碩士學(xué)位論文添加添加MgBMgBMgBMgB2222對(duì)AlAlAlAl2222OOOO3333CCCC耐火材料抗氧化性能的影響耐火材料抗氧化性能的影響專(zhuān)業(yè):材料學(xué)碩士生:呂李華指導(dǎo)教師:肖國(guó)慶教授摘要Al2O3C耐火材料具有優(yōu)良的抗侵蝕性和抗熱震性,大量應(yīng)用于連鑄用滑動(dòng)水口系統(tǒng)的滑板磚以及連鑄三大件即長(zhǎng)水口、浸入式水口和整體塞棒等。但是,含碳耐火材料都有一個(gè)致命缺點(diǎn),即高溫下石墨易氧化,造成使
2、用過(guò)程中制品的性能下降,所以,為了提高Al2O3C耐火材料的抗氧化性能,常常添加的抗氧化劑有金屬(Al、Si)、合金(MgAl)、碳化物(B4C、SiC)等。雖然這些常用的抗氧化劑在一定程度上抑制了石墨的氧化,但是依然存在諸多問(wèn)題。例如:Al粉在600℃時(shí)與碳發(fā)生反應(yīng),生成Al4C3,而Al4C3極易水化,使得制品抗水化性能變差,從而導(dǎo)致材料產(chǎn)生龜裂。鑒于上述抗氧化劑出現(xiàn)的問(wèn)題,尋找新的抗氧化劑成為含碳耐火材料領(lǐng)域的一個(gè)研究重點(diǎn)。本文以
3、MgB2為Al2O3C耐火材料的抗氧化添加劑,采用XRDTGDSCSEMEDXA等分析手段,研究了MgB2對(duì)Al2O3C耐火材料抗氧化性能的影響,以及添加MgB2的試樣高溫下物相組成規(guī)律和顯微結(jié)構(gòu)特征,探討了其抗氧化機(jī)理。此外,還研究了MgB2對(duì)Al2O3C耐火試樣力學(xué)性能的影響及作用機(jī)理。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),MgB2先與CO氣體反應(yīng)生成MgO和B2O3,生成的MgO能夠與Al2O3繼續(xù)反應(yīng)生成MgAl2O4,同時(shí),生成的B2O3與Al2O3
4、反應(yīng)生成Al18B4O33,它們對(duì)Al2O3C耐火材料的抗氧化起到至關(guān)重要的作用,原因在于MgAl2O4強(qiáng)化了骨料與基質(zhì)的結(jié)合,降低了氣孔率,從而提高了試樣的抗氧化性能;B2O3與Al2O3反應(yīng)生成Al18B4O33,覆蓋在石墨表面,降低開(kāi)口氣孔率,形成致密保護(hù)層,阻止了氧氣的侵入;含B2O3與Al2O3的液相,填充了氣孔,堵塞了氣體的擴(kuò)散通道,從而起到抗氧化作用。通過(guò)力學(xué)性能的研究,發(fā)現(xiàn)添加MgB2的試樣強(qiáng)度高于添加常用添加劑的試樣,
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