第19期
Fe2O3对天然原料合成Al4SiC4/Al4O4C复合耐火材料的影响
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期号 : 2010 年, 第19期
内容简介

    Al4SiC4和Al4O4C材料由于具有优异的高温性能,以期成为高性能耐火材料或高温结构材料。目前,常以Al+C+Si制备Al4SiC4,以Al2O3+C制备Al4O4C,二者的制备成本较高。武汉科技大学的研究人员以天然焦宝石(多含有杂质Fe2O3)、活性炭和铝粉为原料,研究了Fe2O3对Al4SiC4/Al4O4C复合材料合成的影响,以期能制备出价格低廉的Al4SiC4/Al4O4C复合材料。
    试验所用的主要原料有:焦宝石(粒径≤100 µm,w(Al2O3)=45.96%,w(SiO2)=49.37%,w(Fe2O3)=1.2%)、活性炭(粒径≤100 µm,w(C)≥99%)和金属Al粉(≤50 µm,w(Al)≥99.5%)。以焦宝石:活性炭:Al粉=39:27.6:33.4比例配料,作为空白样,在此配比基础上分别加入3%、6%、9%的Fe2O3粉。配好料后,加入<10%的酚醛树脂和酒精分别作为结合剂和稀释剂,搅拌均匀,常温加压成φ20 mm×20 mm的圆柱试样。试样烘干后,分别在Ar气气氛的管式炉中升温到1 300、1 400、1 500、1 600和1 700 ℃,分别保温2 h(1 300 ℃之前加热速率为5 ℃•min-1,之后为2 ℃•min-1)。对烧后试样分别进行XRD物相分析、SEM微观形貌分析、EDS微区元素分析。
    研究结果表明:(1)烧结过程中,Fe2O3会被金属Al还原成为Fe,Fe再和SiC反应生成Fe3Si;(2)1 250 ℃时,Fe3Si成为液相,促进Al4SiC4成核、细化晶粒,同时包裹Al4SiC4;(3)未添加Fe2O3的样品中生成Al4O4C短纤维,Fe2O3的加入使得Al4O4C相变为细小的晶粒。
(摘编自《硅酸盐学报》2010,№8)

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