炭黑種類對低碳鋁碳材料顯微結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能的影響

編號：CPJS04074

篇名：炭黑種類對低碳鋁碳材料顯微結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能的影響

作者：廖寧[1] ;李亞偉[1] ;桑紹柏[1] ;黃帆[1] ;劉俊[1] ;李云霞[1] ;林正杰[1]

關(guān)鍵詞：炭黑 鋁碳材料 顯微結(jié)構(gòu) 力學(xué)性能 熱震穩(wěn)定性

機(jī)構(gòu)： [1]武漢科技大學(xué),省部共建耐火材料與冶金國家重點實驗室

摘要： 以板狀剛玉和活性氧化鋁微粉為主要原料、4種不同種類的炭黑(N220,N330,N774,N990)為碳源、單質(zhì)硅粉為添加劑,在埋焦炭條件下經(jīng)800、1 000、1 200和1 400℃處理制備出低碳Al2O3-C耐火材料。利用X射線衍射儀、場發(fā)射掃描電子顯微鏡和透射電子顯微鏡,分別測定了材料的物相組成,觀察了材料的顯微結(jié)構(gòu),并借助于壓汞儀檢測了試樣的孔徑分布。采用三點彎曲法研究了材料的力學(xué)性能和斷裂行為,采用水淬冷法研究了材料的抗熱震性。結(jié)果表明:炭黑種類影響材料的顯微結(jié)構(gòu)與力學(xué)性能。試樣內(nèi)添加大粒徑的炭黑時更有利于形成長徑比大的碳化硅晶須,從而提高材料的力學(xué)性能。添加大粒徑炭黑N990的試樣經(jīng)1 400℃處理后,其抗折強(qiáng)度較添加小粒徑炭黑N220試樣的抗折強(qiáng)度高出56%;小粒徑炭黑有利于提高材料熱震穩(wěn)定性,其中,N330試樣熱震后的抗折強(qiáng)度保持率可達(dá)到62.99%,而N990試樣的僅為37.4%。鋁碳材料試樣內(nèi)碳化硅相呈粒狀與晶須狀,前者具有核殼結(jié)構(gòu),為炭黑顆粒與含硅物質(zhì)反應(yīng)形成,后者主要通過氣相反應(yīng)成核--生長機(jī)制形成。