发布时间：2024-02-22

项目内容：

成果完成人：石春杰 邰燕芳 李倩 杨青 陈雪

第一完成单位：蚌埠学院

成果简介：

①课题来源与背景 镁铝尖晶石质耐火材料具有优异的抗热震性、良好的抗侵蚀性与抗磨蚀能力,SiC材料具有耐高温、耐磨损、强度高、热导性好、热震性能优异等特点,同时其抗碱金属氧化物侵蚀性能强。因此,将镁铝尖晶石和碳化硅材料进行复合,能获得性能更优良的新材料。目前,相关耐火材料已经应用在诸多条件苛刻、工况复杂的高温热工设备中,如高炉出铁沟,碳素烧结炉,水煤浆气化炉等诸多领域。 由于Si-C键的强共价性,SiC的烧结扩散速率很低,加之SiC颗粒表面SiO2膜的阻碍作用,SiC很难烧结,需要借助添加剂或压力等才能获得致密的烧结体,即SiC耐火材料的常规制备工艺中需要引入第二相做为结合相。MgAl2O4作为优异的耐火材料,其高的膨胀系数在耐火材料制备中能很好的补充烧结孔隙,提高高温致密度,已获得广泛的研究,但由于MgAl2O4制备温度高(1800℃),工艺复杂,未有将其制成复合材料作为原料或添加剂引入,其与SiC结合的纳米复合材料更尚未被报道。此外,由于SiC高硬度的影响,机械方法较难得到纳米SiC,进而难以获得在微观上均匀的MgAl2O4/SiC材料,无法获得高性能的耐火材料。首次在较低温度下,有O2参与条件下,能够在SiC/Al复合材料中生成SiC结合的镁铝尖晶石相(MgAl2O4),为低温制备超高温耐火材料提供了新的途径。

②技术原理及性能指标 在较低温度下,有O2参与条件下,能够在SiC/Al复合材料中生成SiC结合的镁铝尖晶石相(MgAl2O4),进而取代传统物理混合的工艺,制备出的MgAl2O4/SiC更均匀。与传统制备MgAl2O4/SiC的工艺相比较,该复合材料的制备温度低,制备工艺相对简单,所得MgAl2O4能够与SiC材料微观上相结合,为低温制备超高温耐火材料提供了新的途径。

③技术的创造性与先进性 首次利用金属辅助原位反应生成纳米SiC复合粉体,经低温氧化后形成MgAl2O4/SiC的复合材料。由于该材料工艺简单,制备温度低,粉体均匀性好,并通过原料比例可很好的调节形成MgO-MgAl2O4/SiC和Al2O3-MgAl2O4/SiC复合材料,成本低,在耐火材料领域有较高的应用价值,并为低温制备超高温耐火材料提供了新的途径。

④技术的成熟程度,适用范围和安全性 技术成熟,性质稳定安全性高。

⑤应用情况及存在的问题 未应用,正在产业化应用推广阶段,暂时不存在问题。

⑥历年获奖情况; 无。

⑦成果简介 一种原位反应制备纳米MgAl2O4/SiC复合材料的方法,主要应用于耐火材料原料及添加剂。

成果类别：应用技术

研究起止时间：2018-09～2022-01。