B4C添加量对Al2O3-C材料性能的影响

doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2023.04.008

耐火材料 ›› 2023, Vol. 57 ›› Issue (4): 310-313.DOI: 10.3969/j.issn.1001-1935.2023.04.008

B₄C添加量对Al₂O₃-C材料性能的影响

邹鑫¹⁾, 肖学平¹⁾, 宋雅楠^1),2), 陈平安¹⁾, 朱颖丽¹⁾, 李享成¹⁾

1)武汉科技大学省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室湖北武汉 430081
2)浙江自立新材料股份有限公司浙江绍兴 312369

收稿日期:2022-11-22 出版日期:2023-08-15 发布日期:2023-08-30
通讯作者: 陈平安,男,1986年生,博士,副教授。 E-mail:pinganchen@wust.edu.cn
作者简介:邹鑫:男,1998年生,硕士研究生。 E-mail:2406313742@qq.com
基金资助:
湖北省重点研发项目(2020BAA028);湖北省创新群体项目(2020CFA038);国家自然科学基金项目(51972242和51774218)。

Effect of B₄C addition on properties of Al₂O₃-C materials

Zou Xin, Xiao Xueping, Song Yanan, Chen Ping’an, Zhu Yingli, Li Xiangcheng

First author’s address:The State Key Laboratory of Refractories and Metallurgy,Wuhan University of Science and Technology,Wuhan 430081,Hubei,China

Received:2022-11-22 Online:2023-08-15 Published:2023-08-30

摘要/Abstract

摘要： 以板状刚玉(粒度≤1、≤0.075 mm)、Al-Si合金粉(粒度为50 μm)、α-Al₂O₃微粉(粒度为5 μm)、鳞片石墨(粒度≤0.074 mm)和B₄C粉(粒度为20 μm)为原料,硝酸镍为催化剂,酚醛树脂为结合剂制备了Al₂O₃-C材料,研究了B₄C添加量(加入质量分数分别为0、3%、6%和9%)对Al₂O₃-C材料性能的影响。结果表明:1)随着B₄C添加量的增加,试样的线变化率明显减小,常温抗折强度和耐压强度明显增大;当B₄C添加量为3%(w)时,试样经1 450 ℃处理后的线变化率降至0.65%,常温抗折强度和耐压强度最高,分别为28.7和57.3 MPa。2)当B₄C添加量为6%(w)时,试样经1 400 ℃空气气氛氧化后的氧化指数降至3.9%,抗氧化能力明显增强。

关键词: Al₂O₃-C, B₄C, 力学性能, 抗氧化性能

Abstract: Al₂O₃-C materials were prepared using tabular corundum (≤1 and ≤0.075 mm),Al-Si alloy powder (50 μm),α-Al₂O₃ micropowder (5 μm),flake graphite (≤0.074 mm) and B₄C powder (20 μm) as raw materials,nickel nitrate as the catalyst,and phenolic resin as the binder.Effects of B₄C additions (0,3%,6% and 9%,by mass) on the properties of Al₂O₃-C materials were investigated.The results show that:(1)with the increase of the B₄C addition,the linear change rate of the specimens decreases obviously,the cold modulus of rupture and the cold compressive strength increase significantly; with 3% B₄C,the linear change rate of the specimen after treatment at 1 450 ℃ decreases to 0.65%,the cold modulus of rupture and the cold compressive strength increase to the maximum values of 28.7 and 57.3 MPa,respectively;(2)with 6% B₄C,the oxidation index of the specimen oxidized at 1 400 ℃ in air atmosphere decreases to a minimum of 3.9%,showing significantly enhanced oxidation resistance.

Key words: alumina-carbon, boron carbide, mechanical properties, oxidation resistance

中图分类号:

TQ175

邹鑫, 肖学平, 宋雅楠, 陈平安, 朱颖丽, 李享成. B₄C添加量对Al₂O₃-C材料性能的影响[J]. 耐火材料, 2023, 57(4): 310-313.

Zou Xin, Xiao Xueping, Song Yanan, Chen Ping’an, Zhu Yingli, Li Xiangcheng. Effect of B₄C addition on properties of Al₂O₃-C materials[J]. Refractories, 2023, 57(4): 310-313.

参考文献

[1] 李姝欣,段锋,任学华,等.连铸用Al₂O₃-C滑板研究现状与展望[J].硅酸盐通报,2019,38(9):2847-2854,2864.
[2] 尹鑫,刘正龙,丁军,等.Al₂O₃-C滑板结合体系的研究进展[J].耐火材料,2021,55(5):385-389.
[3] 许志强,左海滨,刘林程.铝碳质耐火材料研究进展及展望[J].硅酸盐通报,2021,40(2):664-675.
[4] 别传玉,李亚伟,桑绍柏,等.Al₂O₃-C材料中Ti(C,N)的形成及其抗气化炉渣侵蚀性能研究[J].硅酸盐通报,2017,36(3):920-926.
[5] 阮国智,李楠,吴新杰.Al₂O₃-C耐火材料对超低碳钢的增碳作用[J].耐火材料,2004,38(6):399-401+406.
[6] 刘广华,姚金甫,田守信,等.Al₂O₃-C耐火材料抗氧化性研究进展[J].耐火材料,2011,45(2):137-140.
[7] ASHA P B,SARIKA M S,SURESHA C N.Investigation of physical,mechanical & wear behavior of aluminium composite carrying ceramic boron carbide particles[J].Materials Today: Proceedings,2021,47(P10): 2221-2226.
[8] KIM G D,KIM Y W,YONG S M,et al.Improving specific stiffness of silicon carbide ceramics by adding boron carbide[J].Journal of the European Ceramic Society,2022,42(15):6827-6835.
[9] 邹鑫,陈平安,徐广平,等.碳化硼材料的烧结致密化及其应用研究进展[J].耐火材料,2022,56(5):452-457.
[10] 王志强,朱伯铨,方斌祥,等.B₄C和Si组合抗氧化剂对低碳MgO-C砖抗氧化性能的影响[J].耐火材料,2008,42(3):161-164.
[11] 涂军波,魏军从,李朝云.B₄C外加量对Al₂O₃-SiC-Si₃N₄铁沟浇注料性能的影响[J].耐火材料,2010,44(1):7-10.
[12] 文泽宇.SiC晶须及CNTs的原位生成对Al₂O₃-SiC-C浇注料性能的影响[D].武汉:武汉科技大学,2018.
[13] 赵飞,朱伯铨,李享成,等.Al粉、Si粉对低碳Al₂O₃-C滑板显微结构和高温力学性能的影响[J].耐火材料,2013,47(2):115-117.
[14] 王军凯,邓先功,张海军,等.通过硝酸镍催化热解酚醛树脂制备碳纳米管[J].机械工程材料,2016,40(8):30-33.
[15] LYU X,ZHAO Z,SUN H,et al.Influence of Y₂O₃ contents on sintering and mechanical properties of B₄C-Al₂O₃ multiphase ceramic composites[J].Journal of Materials Research and Technology,2020,9(5):11687-11701.

B₄C添加量对Al₂O₃-C材料性能的影响

Effect of B₄C addition on properties of Al₂O₃-C materials

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[1]	李文凤, 申天姿, 郭会师, 曹金金, 康晓旭, 石凯, 康晓阳. 多羟基糖类结合剂对Al₂O₃-SiC-C质无水炮泥性能的影响[J]. 耐火材料, 2024, 58(4): 314-318.
[2]	贾换, 冯需, 袁蝴蝶. Ti₃SiC₂基复合材料的研究进展[J]. 耐火材料, 2024, 58(4): 362-368.
[3]	邓承继, 贺锋, 梁一鸣, 李季, 高超, 慕孟. TiO₂添加量对SiC多孔陶瓷物相组成及性能的影响[J]. 耐火材料, 2024, 58(2): 93-98.
[4]	闵昌胜, 董博, 余超, 邓承继, 邢广超, 丁军, 刘浩, 祝洪喜. 颗粒级配对重结晶SiC蜂窝陶瓷显微结构与力学性能的影响[J]. 耐火材料, 2024, 58(2): 127-131.
[5]	梁保青, 张志峰, 王全喜, 尚俊利, 李宏宇, 赵臣瑞, 赵悦. SiC聚合物前驱体和Zn粉复合对Al₂O₃-C不烧滑板材料性能的影响[J]. 耐火材料, 2024, 58(2): 137-142.
[6]	王永新, 高亚博, 方要华, 李亚格, 黄仲, 张海军. 耐火浇注料用SiO₂、Al₂O₃和MgO微粉结合剂研究进展[J]. 耐火材料, 2024, 58(2): 167-173.
[7]	夏玉婷, 杨文博, 饶羽彤, 聂锐杉, 姚远. 轻质高强莫来石浇注料的组分优化和性能增强[J]. 耐火材料, 2024, 58(1): 72-75.
[8]	姚万凯, 方斌祥, 李享成, 陈平安, 朱颖丽, 朱伯铨. 碳化硼复合陶瓷增强增韧研究进展[J]. 耐火材料, 2023, 57(6): 531-537.
[9]	余超, 杨昕雨, 陈博, 邓承继, 吕治江, 董博陈嵛沣, 丁军, 祝洪喜. 石灰岩尾矿制备多孔陶瓷及其性能研究[J]. 耐火材料, 2023, 57(4): 281-285.
[10]	邝昌柳, 王杏, 刘正龙, 丁军, 余超, 邓承继, 祝洪喜. ZrC改性石墨对低碳Al₂O₃-C耐火材料结构与性能的影响[J]. 耐火材料, 2023, 57(4): 295-299.
[11]	董博, 邓承继, 陈嵛沣, 谢哲, 丁军, 朱青友, 祝洪喜, 余超. 不同量粉煤灰漂珠制备氧化物多孔陶瓷的性能研究[J]. 耐火材料, 2023, 57(3): 185-188.
[12]	邹起良, 邓承继, 董博, 丁军, 朱万政, 王周福, 祝洪喜, 王琳, 余超. 原位生成陶瓷相结合Ti(C,N)复合材料及其性能研究[J]. 耐火材料, 2023, 57(2): 93-98.
[13]	刘洋, 刘宝亮, 石凯, 马世行, 商剑钊, 夏熠. Al/Si复合粉包覆改性刚玉颗粒对Al₂O₃-C材料性能的影响[J]. 耐火材料, 2023, 57(2): 153-156.
[14]	刘涛, 马北越, 昝文宇. 稀土盐类热障/环境障涂层研究现状[J]. 耐火材料, 2023, 57(2): 175-179.
[15]	曹会彦, 吴吉光, 程竹, 李杰, 黄志刚. B₄C对Si₃N₄/Si₂N₂O结合SiC材料抗热震性能的影响[J]. 耐火材料, 2023, 57(1): 70-73.