Al-,4-SiC-,4-的制備及其性能研究.pdf

1、Al4SiC4具有高熔點(大約2037℃)、高強度、高化學穩(wěn)定性、低密度、低熱膨脹系數(shù)以及優(yōu)異的抗氧化和抗水化性能等,它有望成為一種高性能耐火材料,這些年越來越受到關注。目前合成Al4SiC4材料主要采用人工合成原料,雖然能制備出Al4SiC4材料,但相應的制備成本較高,若采用天然原料來制備,則相對成本較低,有利于大規(guī)模工業(yè)應用。
　　 本論文主要研究了以焦寶石、工業(yè)鋁粉、活性炭粉為原料,在高溫合成Al4SiC4復合材料的過程,

2、研究了合成過程中的反應機理和反應過程,分析了原料的最佳配比,最佳合成溫度、保溫時間等以此提高Al4SiC4的產(chǎn)率。利用XRD、SEM、EDS等測試技術,研究了合成材料的物相組成和顯微結構,通過綜合熱分析(TG-DTA)研究了合成材料的氧化過程,另外我們還對合成材料的燒結性能、抗氧化性能、抗水化性能和抗渣性能進行了相關的測試研究。
　　 經(jīng)過研究分析得出以下結論:
　　 (1)在1700℃以及1800℃,以焦寶石、鋁粉、活

3、性碳粉為原料都可以合成出Al4SiC4材料。隨著溫度的升高,各配比對應試樣中Al4SiC4的生成量都有著明顯的增加,物相趨于更單一化,最終能夠得到僅含有Al4SiC4和Al4O4C兩相的復合材料。
　　 (2)在研究合成材料的燒結性能時,燒結后試樣的氣孔率明顯降低,體積密度增加,耐壓強度也大大提高。燒結后試樣中Al4SiC4晶粒各片狀之間堆積得更加緊湊,空隙減少,且片狀的厚度有一定的增加。
　　 (3)Al4SiC4粉末

4、的開始氧化的溫度大約為800℃,Al4SiC4塊體氧化后試樣的氧化層由三部分組成,即反應層、內氧化層和外氧化層。Al4SiC4塊體經(jīng)爐渣侵蝕后試樣渣線十分清晰,渣的部分與內部明顯分開。合成的Al4SiC4材料顯示出了較好的抗氧化效果和較強的抗侵蝕性能。
　　 (4)在抗水化實驗中,過量的Al粉對合成材料的抗水化性有著消極的影響。水化前后,1800℃燒后試樣A4的增重率最小,其物相組成沒有什么變化,抗水化性能最好。合成的復相材料中