納米炭黑和鱗片石墨對低碳鋁碳材料性能的影響

編號：CPJS04039

篇名：納米炭黑和鱗片石墨對低碳鋁碳材料性能的影響

作者：廖寧[1] ;李亞偉[1] ;桑紹柏[1] ;陳松林[2] ;曾魯舉[2]

關鍵詞：納米炭黑 鱗片石墨 力學性能 抗熱震性

機構： [1]武漢科技大學省部共建耐火材料與冶金國家重點實驗室,湖北武漢430081; [2]江蘇省節(jié)能環(huán)保型冶金用高溫耐火材料工程技術研究中心,江蘇宜興210000

摘要： 采用板狀剛玉（3．0～1．0、1．0～0．5、0．6～0．2、≤0．3、≤0．045和≤0．02 mm ）、活性氧化鋁微粉（≤2μm）、單質硅（≤0．045 mm）為主要原料，引入納米炭黑（N220型）或天然鱗片石墨（≤0．074 mm）為碳源，在埋焦炭條件下經800、1000、1200和1400℃處理制備了低碳 Al2O3－C耐火材料。對比研究了炭黑和鱗片石墨不同加入量對試樣的力學性能和抗熱震性的影響。采用三點彎曲法研究兩種碳源對材料力學性能的影響，采取水淬冷法研究材料的抗熱震性，利用X射線衍射儀檢測材料的物相組成變化，通過場發(fā)射掃描電子顯微鏡觀察材料的顯微結構。結果表明：1）當鋁碳材料處理溫度低于1000℃時，碳源種類對其強度影響不明顯；當處理溫度高于1200℃時，由于更多碳化硅晶須的生成，添加石墨試樣的強度遠高于添加納米炭黑的鋁碳材料。2）納米炭黑粒徑小，易填充于氧化鋁顆粒間隙并形成納米碳網絡，有利于吸收和平衡熱膨脹和收縮過程中產生的熱應力，降低材料的熱膨脹系數，其熱震后強度保持率高于含石墨的鋁碳材料。3）通過納米炭黑與微米鱗片石墨的有效復合可以制備出強度高，抗熱震性好的低碳鋁碳耐火材料。