發布時間：2024-02-22

項目內容：

成果完成人：石春杰 邰燕芳 李倩 楊青 陳雪

第一完成單位：蚌埠學院

成果簡介：

①課題來源與背景 鎂鋁尖晶石質耐火材料具有優異的抗熱震性、良好的抗侵蝕性與抗磨蝕能力,SiC材料具有耐高溫、耐磨損、強度高、熱導性好、熱震性能優異等特點,同時其抗堿金屬氧化物侵蝕性能強。因此,將鎂鋁尖晶石和碳化硅材料進行復合,能獲得性能更優良的新材料。目前,相關耐火材料已經應用在諸多條件苛刻、工況復雜的高溫熱工設備中,如高爐出鐵溝,碳素燒結爐,水煤漿氣化爐等諸多領域。 由于Si-C鍵的強共價性,SiC的燒結擴散速率很低,加之SiC顆粒表面SiO2膜的阻礙作用,SiC很難燒結,需要借助添加劑或壓力等才能獲得致密的燒結體,即SiC耐火材料的常規制備工藝中需要引入第二相做為結合相。MgAl2O4作為優異的耐火材料,其高的膨脹系數在耐火材料制備中能很好的補充燒結孔隙,提高高溫致密度,已獲得廣泛的研究,但由于MgAl2O4制備溫度高(1800℃),工藝復雜,未有將其制成復合材料作為原料或添加劑引入,其與SiC結合的納米復合材料更尚未被報道。此外,由于SiC高硬度的影響,機械方法較難得到納米SiC,進而難以獲得在微觀上均勻的MgAl2O4/SiC材料,無法獲得高性能的耐火材料。首次在較低溫度下,有O2參與條件下,能夠在SiC/Al復合材料中生成SiC結合的鎂鋁尖晶石相(MgAl2O4),為低溫制備超高溫耐火材料提供了新的途徑。

②技術原理及性能指標 在較低溫度下,有O2參與條件下,能夠在SiC/Al復合材料中生成SiC結合的鎂鋁尖晶石相(MgAl2O4),進而取代傳統物理混合的工藝,制備出的MgAl2O4/SiC更均勻。與傳統制備MgAl2O4/SiC的工藝相比較,該復合材料的制備溫度低,制備工藝相對簡單,所得MgAl2O4能夠與SiC材料微觀上相結合,為低溫制備超高溫耐火材料提供了新的途徑。

③技術的創造性與先進性 首次利用金屬輔助原位反應生成納米SiC復合粉體,經低溫氧化后形成MgAl2O4/SiC的復合材料。由于該材料工藝簡單,制備溫度低,粉體均勻性好,并通過原料比例可很好的調節形成MgO-MgAl2O4/SiC和Al2O3-MgAl2O4/SiC復合材料,成本低,在耐火材料領域有較高的應用價值,并為低溫制備超高溫耐火材料提供了新的途徑。

④技術的成熟程度,適用范圍和安全性 技術成熟,性質穩定安全性高。

⑤應用情況及存在的問題 未應用,正在產業化應用推廣階段,暫時不存在問題。

⑥歷年獲獎情況; 無。

⑦成果簡介 一種原位反應制備納米MgAl2O4/SiC復合材料的方法,主要應用于耐火材料原料及添加劑。

成果類別：應用技術

研究起止時間：2018-09～2022-01。