氮化硅復(fù)合材料
- 發(fā)布日期:2021-05-13
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隨著科技的不斷發(fā)展,環(huán)境保護(hù)在生活生產(chǎn)中得到越來(lái)越高的重視。傳統(tǒng)重工業(yè)特別是金屬冶煉等高溫工業(yè),迫切需要改變生產(chǎn)方式以適應(yīng)國(guó)家發(fā)展要求。微波加熱技術(shù)的出現(xiàn)使得高溫加熱有了更節(jié)能環(huán)保的加熱方式,其中用微波加熱的方式來(lái)冶煉金屬被稱為綠色冶金,是近年來(lái)興起的新技術(shù)。但微波冶金技術(shù)的應(yīng)用對(duì)微波冶金窯爐用耐火材料的性能也提出了更高的要求。莫來(lái)石制品、氮化硅制品及其復(fù)合材料成為應(yīng)用前景的微波冶金用耐火材料。 ??
氮化硅及莫來(lái)石-氮化硅復(fù)合材料的制備方法及其性能進(jìn)行了研究。實(shí)驗(yàn)以電熔剛玉、電熔莫來(lái)石及Si粉為原料,在氮?dú)鈿夥障?420℃保溫24h燒成,分別制備了剛玉-氮化硅復(fù)合材料和莫來(lái)石-氮化硅復(fù)合材料,并對(duì)復(fù)合材料的性能進(jìn)行了研究,結(jié)果如下: ??
氮化硅和莫來(lái)石-氮化硅復(fù)合材料的物相組成與常溫物理性能進(jìn)行了研究。結(jié)果表明:兩種復(fù)合材料中除了主晶相剛玉和莫來(lái)石外,原位生成的物相主要為β-Si3N4及少量的β-Sialon和O′-Sialon相。氮化硅與剛玉和莫來(lái)石的結(jié)合較好,結(jié)構(gòu)致密。隨著Si粉加入量的增加(10wt%~15wt%),兩種復(fù)合材料的常溫抗折強(qiáng)度及耐壓強(qiáng)度均有提高。 ??
氮化硅和莫來(lái)石-氮化硅復(fù)合材料常溫介電性和高溫下電磁波對(duì)材料的影響進(jìn)行了研究。結(jié)果顯示:兩種復(fù)合材料的介電常數(shù)均小于10,在微波透明體參數(shù)范圍內(nèi)。兩種復(fù)合材料在微波作用下升溫速度較小,符合微波冶金窯車用耐火材料的要求。兩種復(fù)合材料相比,莫來(lái)石-氮化硅復(fù)合材料的透波性更好。 ??
氮化硅和莫來(lái)石-氮化硅復(fù)合材料的抗氧化性及抗鎳鐵礦侵蝕性進(jìn)行了研究。結(jié)果表明:隨制備材料時(shí)Si粉加入量的增多(10wt%~20wt%)兩種復(fù)合材料氧化增重率越來(lái)越大;Si粉加入量為15wt%時(shí),材料的抗氧化性和抗侵蝕性均較好;兩種復(fù)合材料相比,剛玉-氮化硅復(fù)合材料的抗氧化性和抗侵蝕性均優(yōu)于莫來(lái)石-氮化硅復(fù)合材料。 ??
對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果較好的剛玉-氮化硅復(fù)合材料進(jìn)行了試生產(chǎn),并作為微波冶煉鎳鐵礦的窯車材料使用,窯車工作一個(gè)月后材料性能穩(wěn)定,使用效果良好。
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