【摘 要】
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针对氮化烧成Si3N4/SiC复相耐火材料的成本高、能耗大及传热损失大的突出问题,研究制备了免烧成低密度Si3NdSiC复相耐火材料.研究以硅藻土作为硅源,蔗糖作为碳源,通过碳热还原氮化法制备了Si3N4/SiC复相粉体.再以该复相粉体为原料,以添加不同量Si粉(0％,5％,10％)的蔗糖作为结合剂,分别在60、90、120℃3个温度点热处理2h,150℃热处理8h后,制备成免烧成低密度Si3N4
【机 构】
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中国地质大学(北京),非金属矿物和固废资源材料化利用北京市重点实验室,矿物材料国家专业实验室,北京100083
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针对氮化烧成Si3N4/SiC复相耐火材料的成本高、能耗大及传热损失大的突出问题,研究制备了免烧成低密度Si3NdSiC复相耐火材料.研究以硅藻土作为硅源,蔗糖作为碳源,通过碳热还原氮化法制备了Si3N4/SiC复相粉体.再以该复相粉体为原料,以添加不同量Si粉(0％,5％,10％)的蔗糖作为结合剂,分别在60、90、120℃3个温度点热处理2h,150℃热处理8h后,制备成免烧成低密度Si3N4/SiC复相耐火材料.采用XRD和SEM对粉体的物相及微观形貌进行表征.结果表明:粉体的物相为α-Si3N4,β-Si3N4,β-SiC和Fe3Si,通过计算得到α-Si3N4,β-Si3N4和β-SiC的相对含量分别为4.28％,29.74％和59.40％;硅藻土中含有较高含量的Fe杂质元素导致少量Fe3Si生成;粉体中β-Si3N4呈短柱状,β-SiC以细小颗粒的形式存在.在N2 (99.999％)保护条件下,1000 ℃模拟使用这种Si3N4/SiC复相耐火材料lh后发现,Si粉的添加量对其体积密度和显气孔率的影响不大,体积密度变化范围是1.48～1.5 lg·cm3,显气孔率变化范围是33.36％～34.62％; Si粉添加量为5％时,材料的抗折强度和抗压强度达到最大,分别为3.78和31.95 MPa.
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