纳米SiO 2 和SiC的引入对焦炉用硅砖导热性能影响的研究
发布时间：2021-01-28 12:05
焦炉的大型化已成为当今发展的必然趋势,焦炉的蓄热室、燃烧室和炭化室等重要组成部分都由硅砖砌筑。硅砖具有高荷重软化温度（约1640℃）、高气密性、高导热及低体积效应,是理想的焦炉用耐火材料。纳米SiO2粉具有小尺寸效应,低熔点,高活性等优点,但其粒径小,易团聚;SiC具有强度高,耐磨性好,导热系数高等优点。本文以提高焦炉硅砖导热系数,致密度,强度等为目的,采用硅石为主要原料,以纳米SiO2粉和SiC为添加剂,研究了纳米粉的分散方式、分散剂的种类及加入量、超声波分散时间、纳米粉加入量、SiC的粒度及加入量等方面对焦炉硅砖导热性能影响。研究结果表明:（1）硅石的粗颗粒（3-1mm）、细粉（1-0mm）、微粉（≤0.088mm）按50%、20%、30%的百分含量进行配比,试样的体积密度最高,显气孔率最低,耐压强度最大。（2）选用乙醇为分散介质,PEG（聚乙二醇）为分散剂,球磨6h,经超声波分散后烘干与硅石细粉预混合加入试样中,试样的常温耐压强度最高,显气孔率最低,体积密度最大,导热系数最大。其中PEG加入量为0.25%,超声波分散时间为1h效果最好。...
【文章来源】：辽宁科技大学辽宁省
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
焦炉的基本结构
图 1.2 SiO2系温度-压力的相平衡图Fig.1.2 SiO2phase equilibrium diagram of temperature – pressure程中，当温度在 573℃时，石英的晶型转变可以通过 XDR此时会出现 α、β 型两种晶型。随着温度的升高，达到 17熔融现象，但在冷却时，石英并不是按照 Fenner 相图所成玻璃相。按照上述的试验方法，可以制得高纯度的石 1.2 所示的 Fenner 相图，可以观察到：当温度达到 147相为稳定的方石英相，在晶型转变的过程中并没有形成纯 所述：在温度为 1050℃时，石英转变成亚稳态方石英，英为均质相，可以在不引入矿化剂或者引入极少数矿化剂RD 衍射分析，很难发现其物相之间的差异，但在 SEM显微形态上，均质相的亚稳态方石英与非均质方石英是典的 SiO2相图，我们可以解释许多 SiO2系耐火材料在生现象，但不能完全解释 SiO2系耐火材料在生产中的相变
图 1.3 SiO2系相变关系图Fig 1.3 SiO2system phase diagram硅质耐火材料的生产过程中，需要严格控制其热工制度，当将烧成温度430℃以下时，只会生成稳定的鳞石英相，而不会生成方石英相。在晶过程中，石英晶粒以显微裂纹的填充相的形式存在，随着温度的升高，当这些石英晶粒与液相接触时，就会生成鳞片状或颗粒状的亚稳态方O2的多晶转变是硅砖的主要生产原理。在硅砖的生产过程都伴随着 转变[23]。SiO2的多晶转变对生产条件要求很严格，不同的环境，不同件都会影响 SiO2的多晶转换。不同的温度下 SiO2以不同的晶型存在的改变，SiO2也会发生相应的晶型转变，这个转化过程中会伴随相应的或收缩[24]。O2在正常情况下存在 7 个晶体，分别是：α-石英，β-石英；α-磷石英
【参考文献】：
期刊论文
[1]硅砖的研究进展及应用[J]. 李素平,张慧敏,李丙文,徐恩霞. 耐火材料. 2015(03)
[2]相图与耐火材料（Ⅰ）[J]. 陈肇友. 耐火材料. 2013(01)
[3]二氧化硅微粉对含矿化剂的石英粉鳞石英化的影响[J]. 朱晶晶,顾华志,彭耐,陈树丰,彭天星. 耐火材料. 2012(02)
[4]添加剂对硅砖性能与结构的影响[J]. 王立平,张利芳,崔庆阳,卜景龙,王志发. 河北理工大学学报(自然科学版). 2009(02)
[5]分散剂对纳米铁酸盐制备的影响及TEM表征[J]. 叶云,李巧玲,景红霞,王永飞,王亚昆. 电子显微学报. 2006(S1)
[6]纳米粉体的分散[J]. 李佳民,孙勇,张兆国. 科技信息. 2006(06)
[7]聚乙二醇为分散剂的沉淀法制备IF-MoS2[J]. 邹同征,涂江平,夏正志,何丹农,尹桂林. 无机化学学报. 2005(08)
[8]用后焦炉硅砖的显微结构[J]. 高振昕,卫晓辉,任钢伟,常亮,黄振武,刘卓峰. 耐火材料. 2005(02)
[9]溶胶-凝胶法制备La2O3纳米粉体[J]. 王茂林,王新刚,杨志懋,王亚平,丁秉钧. 稀有金属材料与工程. 2005(03)
[10]纳米TiO2表面吸附聚乙二醇及其分散稳定性的研究[J]. 刘付胜聪,肖汉宁,李玉平,胡智荣. 无机材料学报. 2005(02)
博士论文
[1]ZrB2-SiC基超高温陶瓷材料热冲击失效行为的研究[D]. 刘国仟.哈尔滨工业大学 2010
硕士论文
[1]纳米碳化硅材料的制备及应用[D]. 和丽芳.山西大学 2011
本文编号：3004966
【文章来源】：辽宁科技大学辽宁省
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
焦炉的基本结构
图 1.2 SiO2系温度-压力的相平衡图Fig.1.2 SiO2phase equilibrium diagram of temperature – pressure程中，当温度在 573℃时，石英的晶型转变可以通过 XDR此时会出现 α、β 型两种晶型。随着温度的升高，达到 17熔融现象，但在冷却时，石英并不是按照 Fenner 相图所成玻璃相。按照上述的试验方法，可以制得高纯度的石 1.2 所示的 Fenner 相图，可以观察到：当温度达到 147相为稳定的方石英相，在晶型转变的过程中并没有形成纯 所述：在温度为 1050℃时，石英转变成亚稳态方石英，英为均质相，可以在不引入矿化剂或者引入极少数矿化剂RD 衍射分析，很难发现其物相之间的差异，但在 SEM显微形态上，均质相的亚稳态方石英与非均质方石英是典的 SiO2相图，我们可以解释许多 SiO2系耐火材料在生现象，但不能完全解释 SiO2系耐火材料在生产中的相变
图 1.3 SiO2系相变关系图Fig 1.3 SiO2system phase diagram硅质耐火材料的生产过程中，需要严格控制其热工制度，当将烧成温度430℃以下时，只会生成稳定的鳞石英相，而不会生成方石英相。在晶过程中，石英晶粒以显微裂纹的填充相的形式存在，随着温度的升高，当这些石英晶粒与液相接触时，就会生成鳞片状或颗粒状的亚稳态方O2的多晶转变是硅砖的主要生产原理。在硅砖的生产过程都伴随着 转变[23]。SiO2的多晶转变对生产条件要求很严格，不同的环境，不同件都会影响 SiO2的多晶转换。不同的温度下 SiO2以不同的晶型存在的改变，SiO2也会发生相应的晶型转变，这个转化过程中会伴随相应的或收缩[24]。O2在正常情况下存在 7 个晶体，分别是：α-石英，β-石英；α-磷石英
【参考文献】：
期刊论文
[1]硅砖的研究进展及应用[J]. 李素平,张慧敏,李丙文,徐恩霞. 耐火材料. 2015(03)
[2]相图与耐火材料（Ⅰ）[J]. 陈肇友. 耐火材料. 2013(01)
[3]二氧化硅微粉对含矿化剂的石英粉鳞石英化的影响[J]. 朱晶晶,顾华志,彭耐,陈树丰,彭天星. 耐火材料. 2012(02)
[4]添加剂对硅砖性能与结构的影响[J]. 王立平,张利芳,崔庆阳,卜景龙,王志发. 河北理工大学学报(自然科学版). 2009(02)
[5]分散剂对纳米铁酸盐制备的影响及TEM表征[J]. 叶云,李巧玲,景红霞,王永飞,王亚昆. 电子显微学报. 2006(S1)
[6]纳米粉体的分散[J]. 李佳民,孙勇,张兆国. 科技信息. 2006(06)
[7]聚乙二醇为分散剂的沉淀法制备IF-MoS2[J]. 邹同征,涂江平,夏正志,何丹农,尹桂林. 无机化学学报. 2005(08)
[8]用后焦炉硅砖的显微结构[J]. 高振昕,卫晓辉,任钢伟,常亮,黄振武,刘卓峰. 耐火材料. 2005(02)
[9]溶胶-凝胶法制备La2O3纳米粉体[J]. 王茂林,王新刚,杨志懋,王亚平,丁秉钧. 稀有金属材料与工程. 2005(03)
[10]纳米TiO2表面吸附聚乙二醇及其分散稳定性的研究[J]. 刘付胜聪,肖汉宁,李玉平,胡智荣. 无机材料学报. 2005(02)
博士论文
[1]ZrB2-SiC基超高温陶瓷材料热冲击失效行为的研究[D]. 刘国仟.哈尔滨工业大学 2010
硕士论文
[1]纳米碳化硅材料的制备及应用[D]. 和丽芳.山西大学 2011
本文编号：3004966
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