添加Ti3AlC2对MgO-C材料性能的影响

doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2022.03.003

耐火材料 ›› 2022, Vol. 56 ›› Issue (3): 193-196.DOI: 10.3969/j.issn.1001-1935.2022.03.003

添加Ti₃AlC₂对MgO-C材料性能的影响

蔡伏玲¹⁾(), 韩兵强¹⁾(), 陈俊峰¹⁾, 苗正²⁾, 王义龙²⁾

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)唐山国亮特殊耐火材料有限公司河北唐山 063000

收稿日期:2021-05-01 出版日期:2022-06-15 发布日期:2022-06-24
通讯作者: 韩兵强,男,1973年生,博士,教授。E-mail: hbqref@wust.edu.cn
作者简介:蔡伏玲:女,1995年生,硕士研究生。E-mail: 1023266696@qq.com
基金资助:
国家自然科学基金资助项目(5207020726)

Effect of Ti₃AlC₂ addition on MgO-C refractories

Cai Fuling¹⁾(), Han Bingqiang¹⁾(), Chen Junfeng¹⁾, Miao Zheng²⁾, Wang Yilong²⁾

1)The State Key Laboratory of Refractories and Metallurgy,Wuhan University of Science and Technology,Wuhan 430081,Hubei,China

Received:2021-05-01 Online:2022-06-15 Published:2022-06-24
Contact: Han Bingqiang

摘要/Abstract

摘要：

以烧结镁砂、鳞片石墨、Si粉、Ti₃AlC₂粉为主要原料,以酚醛树脂为结合剂,配制成w(鳞片石墨)=9%的普通MgO-C试样MC和w(鳞片石墨)=4%、w(Ti₃AlC₂)=3%的MgO-Ti₃AlC₂-C试样MC-3AC,经混练、成型、110 ℃干燥、220 ℃固化后,在埋碳条件下分别于1 100、1 400和1 600 ℃保温3 h热处理。检测试样的显气孔率、常温抗折强度、弹性模量和1 100、1 300、1 500 ℃空气气氛下的抗氧化性,并进行了XRD分析。结果表明:1)在220 ℃固化后,试样MC-3AC的显气孔率比试样MC的小,常温抗折强度和弹性模量比试样MC的大得多。2)在1 100~1 600 ℃埋碳热处理后,试样MC-3AC的显气孔率比试样MC的小,常温抗折强度和弹性模量均比试样MC的大。3)在1 100 和 1 300 ℃氧化时,试样MC-3AC的抗氧化性比试样MC的差,也比1 500 ℃时试样MC-3AC的差;但在1 500 ℃氧化时,试样MC-3AC的抗氧化性比试样MC的好。

关键词: Ti₃AlC₂, MgO-C材料, 抗氧化性能, 力学性能

Abstract:

Ordinary MgO-C specimens MC (flake graphite addition of 9%,by mass) and MgO-Ti₃AlC₂-C specimens MC-3AC (flake graphite addition of 4% and Ti₃AlC₂ addition of 3%,by mass) were prepared using sintered magnesia,flake graphite,Si powder,and Ti₃AlC₂ powder as the main raw materials,and phenolic resin as the binder.After mixing,shaping,drying at 110 ℃ and curing at 220 ℃,the specimens were heat treated at 1 100,1 400 and 1 600 ℃ for 3 h in carbon embedded condition.The apparent porosity,the cold modulus of rupture,the elastic modulus and the oxidation resistance at 1 100,1 300 and 1 500 ℃ in air atmosphere were detected and XRD analysis was conducted.The results show that:(1) after curing at 220 ℃,specimens MC-3AC have lower apparent porosity and much higher cold modulus of rupture and elastic modulus than specimens MC;(2) after carbon embedded heat treatment at 1 100-1 600 ℃,specimens MC-3AC have lower apparent porosity and higher cold modulus of rupture and elastic modulus than specimens MC;(3) when oxidized at 1 100 and 1 300 ℃,specimens MC-3AC have worse oxidation resistance than specimens MC and specimens MC-3AC oxidized at 1 500 ℃;however,when oxidized at 1 500 ℃,specimens MC-3AC have better oxidation resistance than specimens MC.

Key words: Ti₃AlC₂, magnesia-carbon refractories, oxidation resistance, mechanical properties

中图分类号:

TQ175

蔡伏玲, 韩兵强, 陈俊峰, 苗正, 王义龙. 添加Ti₃AlC₂对MgO-C材料性能的影响[J]. 耐火材料, 2022, 56(3): 193-196.

Cai Fuling, Han Bingqiang, Chen Junfeng, Miao Zheng, Wang Yilong. Effect of Ti₃AlC₂ addition on MgO-C refractories[J]. Refractories, 2022, 56(3): 193-196.

图/表 5

表1 试样配比

Table 1 Formulations of specimens

原料	w/%
原料	MC-3AC	MC
镁砂颗粒	68	68
镁砂细粉	22	20
Si粉	3	3
鳞片石墨	4	9
Ti₃AlC₂粉	3	0
酚醛树脂(外加)	5	5

图1 不同温度埋碳热处理后试样的显气孔率、常温抗折强度和弹性模量

Fig.1 Apparent porosity,cold modulus of rupture and modulus of elasticity of specimens heat treated at different temperatures

表2 不同温度氧化后试样的脱碳层面积

Table 2 Decarbonization layer area of specimens oxidized at different temperatures

项目		脱碳层面积/mm²
试样MC-3AC	1 100 ℃氧化后	1 210.9
	1 300 ℃氧化后	1 251.2
	1 500 ℃氧化后	924.3
试样MC	1 100 ℃氧化后	860.6
	1 300 ℃氧化后	1 099.0
	1 500 ℃氧化后	1 223.7

图2 不同温度埋碳热处理后试样的XRD图谱

Fig.2 XRD patterns of specimens fired at different temperatures

图3 不同温度埋碳热处理后试样MC-3AC的显微结构照片

Fig.3 Morphology of specimen MC-3AC fired at different temperatures

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