炭黑及ZrB2对低碳MgO-C耐火材料抗氧化性及显微结构的影响

本文研究了不同类型的炭黑及ZrB2对低碳MgO-C耐火材料抗氧化性以及显微结构的影响.通过抗氧化实验和热重-差热实验(TG-DSC),分析了炭黑和ZrB2在空气气氛下的反应行为,通过粒度分析研究了炭黑的粒度及结构对镁碳材料抗氧化性的影响,利用X衍射分析(XRD)研究了埋碳烧成后试样的物相组成,结合扫描电子显微镜(SEM)和能谱分析(EDS)观察了试样的显微结构,并探讨了ZrB2在MgO-C耐火材料中的抗氧化机理.结果表明:半补强炉黑和通用炉黑由于具有较大的粒径和较低的炭黑结构,所以抗氧化性较好;自蔓延合成ZrB2与空气反应的最大放热峰温度低于碳热还原ZrB2,在温度较低时更容易与空气中的氧发生反应,且反应温度范围较宽,故其具有较好的抗氧化效果.     

镁碳材料中原位合成ZrB2 的研究

用化学纯ZrO2和硼酸(H3BO3)以及工业铝粉为原料,首先采用微波合成的方法确定原位合成ZrB2的最佳原料配比为m(ZrO2):m(H3BO3):m(Al)=3:6:20,然后在不同温度下(分别为850℃、950℃、1050℃、1150℃、1250℃和1350℃)分别保温3h,在镁碳材料中原位合成ZrB2,并用XRD、SEM和EDAX对合成后的试样进行分析。试验结果表明:在850℃的反应温度下,ZrO2不能转化成ZrB2;ZrO2从950℃开始转化成ZrB2,并且随着温度升高,ZrO2转化成ZrB2的量越多。从SEM可以看出,在较高温度下,ZrB2分布在石墨周围,对石墨起到很好的包覆作用。     

ZrB2不定形耐火材料的电阻和耐蚀性

众所周知，ZrB2熔点超过3000℃，并具有和铁相当的导电性，同时对熔融金属和炉渣具有很高的耐蚀性。本文开发的ZrB2-ZrO2不定形耐火材料，其主要成分为ZrB2，同时含有一定量的ZrO2和少量的SiO2，这种耐火材料耐蚀性高并具有可控制的电阻值。在三菱重工(株)广岛研究所1t高频感应炉上，使用该材料进行了50次钢和渣的熔化-保持-排出试验，证明ZrB2-ZrO2不定形耐火材料具有良好的耐蚀性。     

ZrO2纤维模板自蔓延高温合成ZrB2/Al2O3复合粉

ZrB2纤维或含ZrB2纤维复合粉的制备对于发展纤维增强超高温结构陶瓷基复合材料具有重要的意义.以ZrO2纤维、B2O3和Al粉为原料,通过自蔓延高温合成法制备了含ZrB2纤维的ZrB2/Al2O3复合粉.通过X射线衍射、场发射扫描电子显微镜、X射线能谱,对产物的相组成、微观形貌及化学组成进行了分析表征,用差示扫描量热-热重分析研究了原料混合粉在加热过程中的反应过程.研究了氩气压力对燃烧合成产物的物相组成及ZrB2纤维结构的影响,重点分析了产物中ZrB2的存在状态.结果表明:氩气压力为1.5 MPa下,产物相组成为ZrB2和Al2O3.部分ZrB2以ZrO2纤维为模板形成ZrB2纤维;部分ZrB2以颗粒形式分散在ZrB2/Al2O3复合粉中.生成的ZrB2纤维,表面粗糙,结构较为完整,直径约为10 μm.     

氮化硼/二硼化锆对氧化镁-氧 化铝-碳材料性能影响

以电熔镁砂、用后镁碳砖、α-氧化铝和石墨为原料,引入复合添加剂氮化硼/二硼化锆（BN/ZrB2）,经共磨、加酚醛树脂结合剂混炼、成型及热处理工艺制备氧化镁-氧化铝-碳耐火材料,研究复合添加剂BN/ZrB2及煅烧温度对烧后试样烧结性、抗氧化性、显微结构和矿物相组成的影响。结果表明： BN/ZrB2添加剂在氧化镁-氧化铝-碳耐火材料中的优先氧化顺序为二硼化锆>氮化硼>碳,添加剂BN/ZrB2氧化生成三氧化二硼,三氧化二硼与基质中电熔镁砂及用后镁碳砖中的氧化镁反应生成低熔点相Mg3B2O6,液相Mg3B2O6有利于提高氧化镁-氧化铝-碳耐火材料的烧结性和抗氧化性。烧后试样矿物相组成为方镁石、镁铝尖晶石和少量Mg3B2O6相。     

锆英石碳热还原合成ZrB_2—SiC复合粉体

以锆英石、氧化硼、活性炭为原料,采用碳热还原合成工艺制备了ZrB2—SiC复合粉体,并对合成过程进行了热力学分析。考察了反应温度及原料配比对碳热还原合成ZrB2—SiC复合粉体的物相的组成、含量和显微结构的影响。结果表明:提高反应温度有利于ZrB2—SiC复合粉体的合成,适当过量氧化硼及活性炭有利于ZrB2—SiC复合粉体的合成。合成ZrB2—SiC复合粉体的最优参数为:当ZrSiO4、B2O3和C的摩尔比为1∶2∶12,在1 773K保温3h,可得到几乎纯相的ZrB2—SiC复合粉体。     

ZrB2质与TiB2质耐火材料

介绍了ZrB2 与TiB2 以及其他一些非氧化物高温材料的性质 ;ZrB2 与TiB2 在高温工业中的应用与预期发展 ;ZrB2 与TiB2 原料与制品的生产 ,包括自蔓延高温合成ZrB2 与TiB2 ;ZrB2 质与TiB2 质复合材料 ,如ZrB2 -SiC ,TiB2-SiC ,ZrB2 -BN ,TiB2 -BN ,ZrB2 -MoSi2 ,TiB2 -MoSi2 ,ZrB2-C ,TiB2 -C ,ZrB2 -B4C ,TiB2 -B4C等。     

碳热还原法合成硼化锆粉体影响因素探究

以氧化锆(ZrO2)、硼酸(H3 BO3)和碳(C)粉为原料,研究了不同碳粉(活性炭、石墨)与前驱体粒度、温度及保温时间对碳热还原法制备硼化锆(ZrB2)粉体的影响.通过X射线衍射(XRD)分析合成粉体物相,扫描电镜(SEM)观察合成粉体形貌,并通过化学方法分析了合成粉体中的C、O含量.结果表明:以活性炭为碳源合成的粉体形貌呈条棒状,以石墨为碳源合成的粉体形貌呈规则的块状;合成粉体的粒度随前驱体粒度减小而减小,形貌由规则的块状逐渐转变为圆滑的不规则形貌,合成ZrB2粉体最小平均粒度约为1.69μm,产物中C含量随前驱体粒度减小而减少,O含量随前驱体粒度减小而增加,氧含量最低为0.54wt％;碳热还原法合成ZrB2粉体在1500℃下是可行的,但直到1900℃碳热还原反应合成ZrB2才进行完全;碳热还原反应合成ZrB2粉体最佳的反应条件为1900℃保温30 min.     

溶胶--凝胶碳热还原法制备硼化锆超细粉体

以氧氯化锆、硼酸、葡萄糖等为原料,在柠檬酸和乙二醇的螯合作用下,采用溶胶--凝胶、碳热还原工艺合成了ZrB2超细粉体。研究了原料配比及合成温度对合成超细粉体的影响。结果表明:不同的B/Zr及C/Zr摩尔比显著影响ZrB2超细粉体的合成,其最佳摩尔比为:n(B)/n(Zr)=2.5,n(C)/n(Zr)=6.5;当热处理温度为1 773K时能够合成纯相的ZrB2超细粉体;1 773K保温2h条件下合成的ZrB2超细粉体的颗粒尺寸为1~2μm,晶粒尺寸为55nm。     

硼化锆材料在垃圾熔融炉中的应用

为处理废弃物及减少有害六价铬的生成，研制了感应加热炉及其所用耐火材料。通过旋转侵蚀试验得出ZrB2精细陶瓷适用于感应加热炉内衬。     

The Microwave Sintering Technology and Its Application in the Synthesis of ZrB2

1 IntroductionThe microwave is a kind of high-frequency elec-tromagnetic wave, its wave-length is l ~1000mm, thefrequency scope is 0·3 ~300GHz. But in microwavesintering technology the required frequency is mainly2.45 GHz, though there were reports on 28GHz and60GHz.The microwave sintering is to make use of the mi-crowave energy to heat whole materials to sinteringtemperature and realize densifying.The microwave sintering and normal sintering havethe basic difference in principle. In norm…     

含硼添加剂对白云石碳和镁白云石碳材料热态强度的影响

研究了 3种含硼添加剂 (CaB6、ZrB2 和Bc)对白云石碳和镁白云石碳材料热态抗折强度的影响 ,并与金属Al粉的作用进行了对比。结果表明 :在还原气氛下 ,含硼添加剂对白云石碳和镁白云石碳材料的热态抗折强度没有负面影响 ,其原因是在这一实验条件下硼化物没有发生变化 ;而硼化物与Al粉混合加入时 ,两种添加剂对试样的热态抗折强度具有叠加增强效果。     

含硼添加剂对白云石炭耐火材料抗氧化与抗侵蚀性的影响

石墨和结合碳的氧化是白云石炭耐火材料在使用中损坏的重要原因之一。本工作研究了４种含硼材料（ＣａＢ６,ＺｒＢ２,Ｂｃ和Ｃｏｌｅｍａｎｉｔｅ）在白云石炭耐火材料中的行为以及作为抗氧化剂的作用,并与ＡｌＭｇ合金的抗氧化效果进行了对比。在白云石炭耐火材料中,含硼添加剂的防氧化效果优于ＡｌＭｇ合金。在高温下形成的硼酸盐熔体（Ｃａ３Ｂ２Ｏ６,Ｍｇ３Ｂ２Ｏ６）延缓或阻止了碳的氧化,从而提高了含炭材料的抗氧化性。同时,也初步研究了这些含硼添加剂与ＡｌＭｇ合金对白云石炭耐火材料抗侵蚀性的影响。结果表明：两种类型添加剂同时使用可显著提高材料的抗渣性。     

CaZrO3/ZrB2复合材料的无压烧结试验研究

CaZrO3与（0-30vol.%）ZrB2在常压下可以直接烧结。CaZrO3基质中引入ZrB2,降低了材料的相对密度,不利于材料的致密化烧结。但ZrB2的引入抑制了CaZrO3晶粒度的长大,提高了材料的抗折强度。通过显微结构观察,认为其强化机制是ZrB2颗粒的弥散强化作用。CaZrO3/ZrB2复合材料的显微结构特征为粒状堆积结构。     

浆体特性对二硼化锆粉体分散稳定性的影响研究

为了得到很好的包裹结构的包裹型A12O3-Y2O3/ZrB2复合粉体,在包覆过程中,必须使得ZrB2粉体颗粒具有很好的分散稳定性。本文采用沉积法研究浆体特性对ZrB2粉体在水溶液中的分散稳定性影响。研究结果表明,ZrB2颗粒浆体浓度较小,超声分散时间为10分钟,当pH=9时,ZrB颗粒分散稳定性为最好。     

注凝成型制备硼化锆-氧化铝复合材料

采用注凝成型技术、X-射线衍射仪、扫描电镜、能谱等手段,对ZrB2-Al2O3复合材料制备、烧结体的显微结构进行了分析研究.结果表明,在ZrB2和Al2O3含量比为1∶3,pH为8,分散剂质量含量为10%的条件下,ZrB2-Al2O3复合粉体浆料的固体体积含量为47%,粘度为650mPa·s;在烧结体中ZrB2和Al2O3以主晶相的形式存在于复合材料中,二者存在良好的界面结合,显微结构致密.     

二硼化锆及其在耐火材料中应用

二硼化锆（ZrB2）具有高熔点、高硬度、高导热率等优点，是一种性能优异的高温结构材料．具有广泛的应用前景。本文从二硼化锆的性质和制备方法出发，对二硼化锆及其复合材料在各个领域，尤其在耐火材料领域的研究结果作一概述，并阐述了二硼化锆复合材料在性能和应用方面所面临的问题。