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由于MA-CA2-CA6系耐火材料烧成过程中的内部反应机制对其烧结致密化行为存在许多不利因素,从而影响其相关性能的使用。基于此,本论文为提高该体系耐火材料的烧结致密化程度,在15001600℃条件下制备了MA-CA2-CA6复合材料,重点研究了CeO2、Nd2O3添加剂对该系耐火材料烧结致密化、力学性能及其抗侵蚀性能的影响。通过实验研究,得出了以下结论:(1)在MA-CA2-CA6系耐火材料中添加不同质量的CeO2后,生成了两种新物相Ce2Al22Mg2O39和Ce9CaO19;当CeO2的添加量分别为4%和6%时,其显气孔率分别降低至3.9%和3.8%,体积密度从未添加时的2.88 g/cm3分别升高至3.62 g/cm3和3.68 g/cm3;同时,通过扫描电镜观察发现添加CeO2后该系耐火材料显微结构致密化程度较高,该复合耐火材料的较优烧成温度为1600℃。(2)在MA-CA2-CA6系耐火材料中添加Nd2O3高温煅烧后生成了两种新的物相CaNdAl3O7和Nd3Al5O12;当Nd2O3的添加量分别为4%和6%时,其显气孔率分别降低至3.7%和3.4%,体积密度从未添加时的2.88 g/cm3分别升高至3.78 g/cm3和3.87 g/cm3;同时,通过扫描电镜观察发现添加Nd2O3后该系耐火材料显微结构致密化程度较高,从而实现了该耐火材料的良好致密化。(3)在MA-CA2-CA6系耐火材料中掺杂CeO2、Nd2O3后,对其表征发现该复合耐火材料中主晶相镁铝尖晶石(MA)、六铝酸钙(CA6)的含量有所降低,有利于该耐火材料致密化的CA2相保存,从而实现了该耐火材料的良好致密化。(4)在MA-CA2-CA6系耐火材料中添加CeO2后,将其置于1500℃和1550℃下煅烧后生成的复合耐火材料在室温下的耐压强度和抗弯曲强度都较低;当在MA-CA2-CA6系耐火材料中添加6%的CeO2后,将其置于1600℃下煅烧,发现其耐压强度由未添加时的387 MPa提高至603 MPa,抗折程度由未添加时的169 MPa提高至258 MPa。此外,在1600℃的烧结温度下,当CeO2的添加量为4%和6%时,试样的断裂韧性由未添加CeO2时的3.14 MPa·m1/2分别增加到5.01 MPa·m1/2和5.11 MPa·m1/2。(5)在MA-CA2-CA6系耐火材料中添加Nd2O3后,将其置于1500℃和1550℃下煅烧,生成的复合耐火材料其常温抗压强度和弯曲强度较低;当在该系耐火材料中添加6%的Nd2O3后,将其置于1600℃下煅烧,发现其耐压强度由未添加时的387 MPa提高至643 MPa,抗折强度由未添加时的169 MPa提高至276 MPa。此外,在1600℃的烧结温度下,当Nd2O3的添加量为4%和6%时,试样的断裂韧性由未添加Nd2O3时的3.14MPa·m1/2分别增加到5.48 MPa·m1/2和5.62 MPa·m1/2。(6)在MA-CA2-CA6耐火材料中添加CeO2或Nd2O3后明显提高了该耐火材料的抗渣侵蚀能力。未添加CeO2、Nd2O3试样的侵蚀区域平均厚度为570.8μm,而分别添加6%CeO2、Nd2O3试样的侵蚀区域平均厚度分别为244.8μm和223.6μm。