1碳复合耐火材料-碳复合耐火材料的理论1.pptVIP

4 碳复合耐火材料 4.4 石墨的特性 石墨的指标 比重：2.03~2.09； 硬度：1~2； 熔点：在真空中耐3000℃高温； 膨胀系数α×10-6/?℃?：0~1000℃?为1.4~1.5； 导热系数λ(0-1000)?：230KJ/m.h.℃； 弹性模量度量E（kg/cm2）：0.9×105，460?℃左右开始氧化。 石墨结构示意图 石墨的基本性质 耐高温性能：升华温度：真空中3850℃、低压下2200 ℃,其强度随温度的升高而增加， 2500摄氏度时石墨的抗拉强度反而比室温时提高一倍。 导电导热性：因六角网状平面上的每个碳原子只形成三个共价键,另一个电子在该平面上自由移动,且与相邻平面上碳原子的剩余电子作为电子云存在于网状平面之间,使石墨具有良好的导热和导电性。石墨的导热性与一般金属材料正好相反，在室温下具有非常高的导热系数，但温度升高后，导热系数反而下降，在极高温度下，石墨甚至成为热的绝缘体。 热震性：石墨具有各向异性,宏观膨胀系数不大;在温度骤变时具体积变化不大,同时具有良好的导热性能,因而石墨抗热震性能优良。 润滑性：石墨层间为范德华力（Van der Waal forces），结合力弱，使之具有润滑性。石墨的润滑性取决于石墨鳞片的大小。鳞片越大，摩擦系数越小，润滑性越好。 化学稳定性和抗侵蚀能力：石墨在常温下具有很好的化学稳定性，不受任何强酸，强碱及有机溶剂的侵蚀;石墨层中的碳原子之间以共价键牢固结合，致使石墨磷片表面能很低，不为熔融炉渣所润湿，抗侵蚀能力极强。但石墨在空气中易氧化，用于碳结合耐火材料时应该采取防氧化措施。 鳞片较大的石墨具有金属光泽。 种类：天然石墨和人造石墨。 人造石墨是以石油焦、沥青焦等为主要原料，经2000℃以上的高温石墨化处理而得。其特点是含碳量高（99％以上），灰分一般少（不超过0.5％），但其结晶程度不如天然鳞片状石墨，且生产工艺复杂。 碳复合耐火材料中大量使用的是天然鳞片石墨（自然的薄片石墨）。 石墨的特性及碳复合耐火材料的优点 碳＝炭 4 碳复合耐火材料 “碳”与“炭”在耐火材料行业常被混用的根本原因是对“炭”的科学涵义认识不清。 碳是一种元素，符号为C。 炭的定义：炭是碳且以无定形碳为主的人造物质(artifact)。 炭共同的、本质的特征：以碳为主的化学组成；其中的碳以无定形结构存在。 焦炭粉 木炭 4 碳复合耐火材料 无定形碳 4 碳复合耐火材料 　　指木炭、焦炭、骨炭、糖炭、活性炭和炭黑等。除骨炭含碳在10%左右以外，其余主要成分都是单质碳。煤炭是天然存在的无定形碳，其中含有一些由碳、氢、氮等组成的化合物。 所谓无定形碳，并不是指这些物质存在的形状，而是指其内部结构。实际上它们的内部结构并不是真正的无定形体，而是具有和石墨一样结构的晶体，只是由碳原子六角形环状平面形成的层状结构零乱而不规则，晶体形成有缺陷，而且晶粒微小，含有少量杂质。 耐火材料术语“magnesia carbon brick”中的“carbon”该用“碳”还是“炭”? “magnesia graphite brick”中文怎么说？ “carbon brick”中的“carbon”是用“碳”还是炭？ 三维结构 “碳”与“炭”的关系式:炭=无定形碳+杂质。应用时重点看是不是无定形碳，从而确定该用何字。 晶态碳的XRD 无定形炭的XRD 为了简便起见，有时也把炭和石墨材料统称为炭素材料。 4 碳复合耐火材料 4 碳复合耐火材料 4.5 碳复合耐火材料的优点 具有高的热震稳定性 良好的抗熔渣侵蚀性 良好的抗钢水侵蚀性 题 纲 1前言 2耐火材料的发展概况 3耐火材料的性质和性能 4碳复合耐火材料 5碳复合耐火材料的显微结构类型 6碳复合耐火材料的理论基础 5 碳复合耐火材料的显微结构类型 碳复合耐火材料的显微结构类型 碳复合耐火材料从显微结构上来分可分为两类： 1、陶瓷结合型 特点：高温烧成，在耐火材料组分间形成某种陶瓷结合，碳素材料填充在颗粒间或气孔内，无连续的碳网。 典型制品：烧成油浸砖，粘土石墨制品等。 2、碳结合型 特点：不烧制品，耐火材料间有连续的碳框架（碳网络）。 典型制品：镁碳砖，镁钙碳砖等。 思考作业 耐火材料的性质及其包含的内容。 耐火材料的性能及其包含的内容。 理解原料、生产工艺、结构、性能及使用条件间的关系。 石墨的特性及对碳复合耐火材料的性能产生什么样的影响？ 常用的碳素原料有哪些？ 5 调整成分和温度 性质和性能 耐火材料本身具有的、区别于其它耐火材料的特征称为耐火材料的性质(natu