1碳复合耐火材料-碳复合耐火材料的理论2.pptVIP

SEM photomicrographs showing Si3N4 whiskers formed in specimens sintered at 1300 oC in nitrogen (a) 90 min, (b) 120 min. SEM photomicrographs showing Si3N4 fibers formed in specimens sintered at 1300 ?C in nitrogen-ammonia: (a) 10 min and (b) 120 min. （3）金属铝的防氧化剂作用机理分析 随着温度的变化，Al在碳复合耐火材料中发生一系列的变化：温度＜600℃，在砖内无变化；温度在700℃时，砖内开始形成Al4C3；800℃时Al急剧减少，900℃时Al消失，并转化成Al4C3和AlN，1400℃以上Al4C3和AlN转化为Al2O3。 金属铝粉作用机理 相应的反应及热力学数据如下： 1 4Al(l)+3C(s)=Al4C3(s) ΔG°＝-32.563+0.0015T (kJ) 2 Al4C3(s) +6CO(g)=2Al2O3(s)+9C(s) ΔG°＝-2399.327+1.043T (kJ) 3 2Al(l)+3CO(g)=Al2O3(s)+3C(s) ΔG°＝533.545-0.305T (kJ) 4 2Al(l)+3MgO(s)= Al2O3(s)+3Mg(g) ΔG°＝-1333.689+0.5714T(kJ) 5 Al2O3(s)+ MgO(s)=MgAl2O4(s) ΔG°＝-268.08+0.0998T (kJ) 反应3能明显抑制碳的氧化.4反应提高了砖内的PMg,可以抑制MgO与C的反应。 （4）硅的防氧化剂作用机理分析 硅粉及SiC粉：Si大约在1000 ℃开始与C反应生成β-SiC，约1200 ℃时生成Si3N4,最终是SiC和Si3N4两晶相共存， Si3N4的生成温度较高，且SiC的活性大大地影响着Si3N4的生成，故在SiC和Si3N4的比例上看，SiC量居多，温度越高， Si3N4生成时越多。 1 Si(s)+C(s)=SiC(s) ΔG°=-522+1.50T (kJ) 2 Si(s)+MgO(s)=SiO(g)+Mg(g) ΔG°=203.9-0.13T (kJ) 3 2Si(s)+CO(g)=SiC(s)+SiO(g) ΔG°=-963.2+0.31T (kJ) 4 SiC(s)+CO(g)=SiO(g)+2C(s) ΔG°=81.47-0.15T (kJ) 5 SiO(g)+CO(g)=SiO2(s)+C(s) ΔG°=-668.8+0.33T (kJ) 加入Si在高温下产生SiO(g)，有利于形成致密保护层，4和5的反应都起到抑制碳氧化的作用，且SiO2的凝聚起到了保护膜的作用。 (5)选择抗氧化剂的原则及其热力学和动力学机理 原则 （1）根据热力学数据及使用条件判断可能存在的凝聚相及各气相蒸汽压的大小； （2）比较各凝聚相与氧亲和能力的大小，与CO反应的可能性; （3）分析各种反应对砖显微结构的影响。 热力学及动力学机理 从热力学观点分析：在工作温度下，添加剂或添加剂与碳反应的生成物与氧的亲和力比碳与氧的亲和力大，优先于碳被氧化从而起到保护碳的作用； 从动力学观点分析：添加剂与氧气、一氧化碳反应的化合物改变了碳复合耐火材料的显微结构，如增加了致密度、堵塞了气孔，阻碍氧及反应产物的扩散。 (6) 碳复合耐火材料抗氧化性的测定 无抗氧化剂 抗氧化性的测定 测定脱碳层厚度 测定失碳率 有抗氧化剂 规定尺寸的试样，在高温氧化气氛中抵抗氧化的能力称为抗氧化性。 对碳质材料（沥青、树脂）结合或浸渍的耐火材料试样除去挥发分，以保留其残存碳的热处理过程称为碳化。 在真空冶炼的容器中，MgO-C质耐火材料做内衬是否合适？为什么？ 在碳复合耐火材料中，为什么没有Cr2O3-C制品？ 什么叫碳势？氧势？ 炼钢用的不烧MgO-C质耐火材料，制备时加有金属Al粉和SiC粉，在1650℃（1923K）的使用温度下，这两种添加剂能否起到抑制碳氧化的作用？ 铁水预处理用Al2O3-C质耐火材料，在制备时添加有Al、Si和SiC，在使用温度为1350℃（1623K）时，这三种添加剂能否起到抑制碳氧化的作用？ 若在Al2O