本文關(guān)鍵詞： 鎂質(zhì)材料基質(zhì)改性 耦合氮化反應(yīng) β-Sialon Mg-α-Sialon　出處：《遼寧科技大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：鎂質(zhì)耐火材料的主晶相為方鎂石,熔點(diǎn)為2800℃,在所有耐火氧化物中最高,其抗堿性渣和抗堿性氧化物的性能極優(yōu),方鎂石和其它氧化物形成的二元氧化物也大都具有相當(dāng)高的熔點(diǎn)和性能,因此鎂質(zhì)耐火材料的應(yīng)用極為廣泛。然而,低品位鎂砂中大量的低熔點(diǎn)硅酸鹽相呈連續(xù)或者基本連續(xù)分布在方鎂石晶粒周圍,方鎂石晶粒被硅酸鹽相包裹,在方鎂石相之間不能形成直接結(jié)合。因此,當(dāng)溫度達(dá)到硅酸鹽相與方鎂石的低共熔點(diǎn)時(shí),存在于方鎂石晶粒周圍的硅酸鹽層逐漸變成液態(tài),方鎂石晶粒之間失去結(jié)合力,從而降低了材料的結(jié)合力與強(qiáng)度,極大的降低了鎂質(zhì)耐火材料的高溫使用性能。試驗(yàn)使用現(xiàn)有熱力學(xué)數(shù)據(jù)計(jì)算并制定了合成β-Sialon及Mg-α-Sialon的熱力學(xué)條件。采用耦合氮化反應(yīng)法分別合成β-Sialon相及Mg-α-Sialon相,分析其物相組成、顯微結(jié)構(gòu)及氮化率,以期對(duì)鎂質(zhì)耐火材料的基質(zhì)部分進(jìn)行基質(zhì)改性,將其低熔點(diǎn)物相,經(jīng)過(guò)耦合氮化反應(yīng)轉(zhuǎn)化為高溫物相β-Sialon、Mg-α-Sialon等,以改善其高溫使用性能,提高其熱震穩(wěn)定性、抗渣侵蝕性。試驗(yàn)主要采用中檔鎂砂、金屬Al粉、Si粉,α-Al2O3并添加助燒結(jié)劑Y2O3、TiO2、CeO2、晶種α-Si3N4,通入流動(dòng)N2氣,β-Sialon燒結(jié)溫度擬定為1350℃、1400℃、1450℃、1500℃、1550℃,Mg-α-Sialon燒結(jié)溫度擬定為1550℃,耦合氮化反應(yīng)法制備β-Sialon及Mg-α-Sialon。用X射線衍射儀、掃描電子顯微鏡等對(duì)燒結(jié)試樣的相組成及顯微結(jié)構(gòu)等性能進(jìn)行分析。研究結(jié)果表明:經(jīng)耦合氮化法分別合成了β-Sialon及Mg-α-Sialon,分析發(fā)現(xiàn)助燒結(jié)劑的加入及溫度的升高均有助于β-Sialon相的合成,且三種助燒結(jié)劑Y2O3、TiO2、CeO2中Y2O3的效果最為理想,在1550℃加入助燒結(jié)劑Y2O3時(shí),試樣中β-Sialon的晶胞體積達(dá)到了0.236776nm3,晶相含量達(dá)到了16.79%,已經(jīng)形成了較為完整的棱柱狀結(jié)構(gòu),且氮化率達(dá)到了16.79%。耦合氮化反應(yīng)合成Mg-α-Sialon的試驗(yàn)中,助燒結(jié)劑Y2O3的加入量的增加促進(jìn)了Mg-α-Sialon的合成,Mg-α-Sialon的晶胞體積由0.332743nm3增加到了0.333430nm3,由短柱狀結(jié)構(gòu)成長(zhǎng)為長(zhǎng)棱柱狀及板狀結(jié)構(gòu),氮化率提高了1.81%;晶種的加入也可在一定程度上促進(jìn)Mg-α-Sialon的合成,但效果并不明顯;當(dāng)提高M(jìn)gO的加入量時(shí),合成的Mg-α-Sialon相晶胞體積有所減小,氮化率逐漸降低,但仍能在基質(zhì)部分合成高熔點(diǎn)物相Mg-α-Sialon相。
[Abstract]:The main crystal phase of magnesia refractory is periclase, and the melting point is 2800 鈩，

本文編號(hào)：1496903