新型材料：赛隆结合碳化硅材料

赛隆结合碳化硅材料是在氮化硅结合碳化硅材料的基础上发展起来的一种新型材料,广泛用于炼铁高炉和陶瓷窑具行业,他的突出优点就是 抗渣腐蚀及抗碱腐蚀能力强.但原生产工艺存在着技术难以控制、产品质量不稳定等诸多不利因素,本实验对原工艺作了较大的改进,工艺 条件得到了改善,产品各项理化标准有了很大提升.采用电熔刚玉(≤0.088 mm、≤1 mm和3～1 mm三种粒度)、碳化硅颗粒(3～1 mm)、 Al2O3微粉、高铝矾土粉、Al粉和Si粉为原料,通过1500 ℃ 5 h氮化反应制备了矾土基β-SiAlON(z设计值为2)结合刚玉-碳化硅复合材料, 研究了碳化硅颗粒加入量(分别为0、10%、20%、30%、40%)、Al2O3微粉加入量(分别为0、1%、3%、5%、7%)和β-SiAlON理论生成量(分别 为15%、20%和25%)对复合材料密度、显气孔率和常温强度的影响,以及不同β-SiAlON理论生成量试样的热态抗折强度与温度(400～1400 ℃)的关系,并借助于XRD、SEM和EDS对复合材料进行了相组成和显微结构分析.

结果表明:

1.复合材料的热态抗折强度随温度升高而增加,在1000 ℃时达到最高值;1000 ℃以后,强度下降,但在1400 ℃,β-SiAlON理论生成量为20% 和25%的矾土基β-SiAlON结合刚玉-碳化硅复合材料的强度仍高于其常温时的强度.其原因是互相交错的柱状β-SiAlON结合相填充在刚玉 和SiC骨架的空隙中,起了增强和增韧的作用.

2.随Al2O3微粉加入量的增加,复合材料的体积密度增加,显气孔率下降,其加入量以3%为宜.

3.随碳化硅颗粒加入量的增加,复合材料的体积密度下降,显气孔率和常温强度增加,加入30%碳化硅颗粒时,材料的综合性能较好.

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