碳复合耐火材料结合相结构与性能调控

王周福

碳复合耐火材料因具有良好的抗热震性和抗渣蚀性已成为钢铁冶炼过程中必不可少的高温结构材料或功能材料。碳复合耐火材料的性能很大程度上取决于碳质结合剂高温下所形成的结合相，碳质结合剂在加热和服役过程中的特性和结构变化直接决定着碳复合耐火材料的服役性能，因而需要从碳质结合剂所形成的结合相的微结构优化与调控入手，以适应钢铁工业技术进步对碳复合耐火材料的新要求。

报告针对碳复合耐火材料常用的酚醛树脂及煤焦油沥青等结合剂存在的问题，通过金属离子掺杂、有机-无机杂化、原位插层等技术对碳质结合剂进行改性处理，分析了改性结合剂热解行为、金属离子的催化机制、低维碳纳米结构的形成以及碳化物陶瓷相的演化过程，并探讨了结合相结构与性能调控对碳复合耐火材料性能的影响。同时，对碳复合耐火材料结合相的发展进行了展望，希望对于推动碳复合耐火材料低碳化和高性能化具有积极的作用。