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氮氧化铝镁/氮化硼/刚玉复相耐火材料研究

赵顺  
【摘要】:随着钢铁工业的发展,人们对钢质量的要求也越来越高,洁净钢冶炼技术已经成为冶金工作者研究开发的焦点,耐火材料在洁净钢冶炼中的作用与选择引起了人们的高度重视。近年来,氮化物陶瓷在耐火材料工业中的应用,显示出其在钢铁工业中潜在的应用前景,氮化物陶瓷有可能成为新一代洁净钢用耐火材料的侯选材料。氮氧化铝镁(MgAlON)作为先进氮化物陶瓷代表,对金属和熔渣具有好的抗侵蚀性,具有良好的抗热震稳定性,但是其本身抗氧化性较差。同时六方氮化硼(HBN)具有热导率高、热膨胀系数小等优点,尤其是优良的抗钢水侵蚀性、抗热震稳定性和抗氧化性,含氮化硼复合材料已在钢铁工业中得到应用。氮化硼与氮氧化铝镁组成复合材料,不仅进一步提高复相材料抗钢水和渣的侵蚀性能,而且还起到保护氮氧化铝镁不被氧化的作用,研究氮氧化铝镁/氮化硼/刚玉和镁铝尖晶石/氮化硼/刚玉复相耐火材料具有现实意义和广泛的应用前景。 基于MgAlON和BN在耐火材料应用上所表现出的优良性能,本文开展了以下工作: 1.研究了组成、温度和气氛对以Al、Al_2O_3和MgO为原料,原位反应合成MgAlON的物相组成、晶格常数及显微结构的影响,并进一步研究BN对MgAlON烧结性能及抗氧化性能的影响以及制备Al_2O_3-MgAlON-BN复相耐火材料。 2.研究了BN对合成MgAl_2O_4烧结性能及MgAl_2O_4-BN抗氧化性能的影响,以及研究了BN对Al_2O_3-MgAl_2O_4-BN复相耐火材料性能的影响; 3.研究了BN对Al_2O_3-MgO系浇注料性能的影响。结果表明,添加适量的BN和MgAlON混合物或单一的BN使试样的烧结性能稍有变差,但有利于试样的抗渣和Fe_2O_3渗透性能的提高。


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