Ti（C，N）在含碳耐火材料中的應(yīng)用研究.pdf

1、Ti(C,N)是一種性能優(yōu)良、用途廣泛的非氧化物陶瓷材料，具有高熔點(diǎn)、高硬度、耐磨、耐腐蝕等特性，并具有良好的導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性和化學(xué)穩(wěn)定性，在機(jī)械、化工、汽車制造和航空航天等許多領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用，但將其應(yīng)用于耐火材料中的報(bào)道尚不多見，主要原因是成本太高。李遠(yuǎn)兵老師在實(shí)驗(yàn)室條件下通過碳熱和鋁熱還原法成功合成出成本相對較低的碳氮化鈦及其復(fù)合粉末，因此可以考慮將其加入到耐火材料中以改善材料性能。 本文通過采用X射線衍射儀、掃描電子顯微鏡

2、、能譜儀和電子探針等，研究了Ti(C,N)等和MgO之間的反應(yīng)關(guān)系以及Ti(C,N)加入到MgO-C、MgO-MA-C、Al2O3-C三種含碳耐火材料中后對材料性能(如體積密度、顯氣孔率、常溫耐壓和抗折強(qiáng)度、高溫抗折強(qiáng)度、燒后線變化、抗氧化性、抗渣性等)產(chǎn)生的影響，主要內(nèi)容包括： 一．采用熱力學(xué)軟件Factsage對Ti-N-C-O-Mg系統(tǒng)熱力學(xué)計(jì)算表明：當(dāng)溫度低于1600℃時(shí)，在真空氣氛下，TiC、TiN極易與MgO發(fā)生反應(yīng)

3、生成Mg蒸氣：在埋炭氣氛下，MgO也可被TiC、TiN還原生成Mg蒸氣，且TiC比TiN更易與MgO發(fā)生反應(yīng)。當(dāng)氧分壓較大時(shí)(大于10-9Pa)，TiN、TiC不穩(wěn)定，容易氧化，當(dāng)氧分壓很低時(shí)，才會(huì)有TiC、TiN和MgO的穩(wěn)定區(qū)域存在。 二．研究了MgO與TiC、TiN、Ti(C,N)之間的反應(yīng)關(guān)系，結(jié)果表明：TiN、TiC、Ti(C,N)在高溫下可以和MgO發(fā)生一定程度的固溶；在1800℃保溫2小時(shí)的真空條件下，MgO和Ti

4、N的反應(yīng)由于受到動(dòng)力學(xué)因素控制而逐步向里進(jìn)行，外層MgO全部參與了反應(yīng)，里層MgO則和TiN燒結(jié)成一個(gè)致密的燒結(jié)體，而MgO和TiC全部發(fā)生了反應(yīng)，產(chǎn)物主要為TiO；在1600℃保溫3小時(shí)的埋炭條件下，TiN和MgO基本沒有發(fā)生反應(yīng)，而TiC、Ti(C,N)則可以部分和MgO發(fā)生反應(yīng)最后生成Mg2TiO4。 三．分別研究了Ti(C,N)對MgO-C、MgO-MA-C、Al2O3-C耐火材料性能的影響，結(jié)果表明：Ti(C,N)可以