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《天津大学》 2008年
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碳结合方式对烧成铝碳材料高温性能的影响

唐碧辉  
【摘要】: 研究了环境友好型含碳材料CarboresP在铝碳砖中的应用。采用铝碳砖生产工艺,先改变CarboresP的加入量,对试样180℃和300℃处理后,分别于600℃×3h,1000℃×3h,1300℃×3h埋炭焦化及氮化处理。测量各温度处理样块的体积密度,气孔率,耐压、抗折强度,热震性能(1000℃至风冷),高温抗折强度(1400℃×0.5h埋碳),以及孔径分布及高温处理后(1000℃以上)的矿相变化(SEM,X衍射)和抗氧化性,进行了对比研究,确定铝碳砖中合适的CarboresP添加量为1%。分析了酚醛树脂-CarboresP结合炭的显微结构,表明其为均质炭和非均质石墨化炭的混合结构,这将有助于改善炭化结构的抗氧化性能;分析表明添加CarboresP的铝碳砖的特征长度LCH值得到明显提高;与传统工艺生产的铝碳砖相比较,采用酚醛树脂-CarboresP“软性结合”工艺生产的铝碳砖,成型性能及热处理后各项性能指标均得到改善。 固定CarboresP加入量后,研究了碳的种类及加入量对材料性能的影响。通过简单的对比试验,观察了不同碳的种类及加入量对烧成铝碳材料的性能变化。发现增加石墨含量,可以提高材料的抗热震性能,但不利于形成较好的“金属结合”和“碳结合”。加入碳黑有利于形成“金属结合”及“碳结合”,但不利于材料的抗热震性能,加入碳黑的抗氧化性也不如石墨。 仍然固定结合剂配方,添加不同量的Mn,配制成Mn、C质量比不同的试样,及Mn、Si、Al混合的金属添加剂的试样。通过性能对比发现:只添加单一金属时,质量比为3%的Mn各项性能最好;Mn与Si各2%的混合试样性能在混合试样中效果最好。通过显微结构分析,对Mn在碳网络化的过程中的作用做了理论推断。
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TQ175.1

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