h-BN对低碳Al2O3-C耐火材料性能的影响

doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2025.01.003

耐火材料 ›› 2025, Vol. 59 ›› Issue (1): 13-18.DOI: 10.3969/j.issn.1001-1935.2025.01.003

h-BN对低碳Al₂O₃-C耐火材料性能的影响

罗益欣¹⁾, 王杏^1,2), 刘正龙¹⁾, 余超¹⁾, 邓承继¹⁾, 丁军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)武汉科技大学化学与化工学院湖北武汉 430081

收稿日期:2024-06-19 出版日期:2025-02-15 发布日期:2025-02-27
通讯作者: 王杏,女,1985年生,博士,实验师。E-mail:wangxing@wust.edu.cn
作者简介:罗益欣:男,1996年生,博士研究生。E-mail:865621458@qq.com
基金资助:
* 湖北省重点研发计划(2023BAB106)和国家自然科学基金区域创新发展联合基金(U20A20239)联合资助。

Effect of h-BN on properties of low carbon Al₂O₃-C refractories

Luo Yixin, Wang Xing, Liu Zhenglong, Yu Chao, Deng Chengji, Ding Jun

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

Received:2024-06-19 Online:2025-02-15 Published:2025-02-27

摘要/Abstract

摘要： 针对低碳Al₂O₃-C耐火材料因碳含量的降低致使材料的抗氧化性能和抗侵蚀性能恶化,难以适应冶炼技术发展等问题,以电熔白刚玉、α-Al₂O₃微粉、Al粉、Si粉和鳞片石墨为主要原料,采用h-BN为添加剂制备低碳Al₂O₃-C耐火材料。研究h-BN的添加量(质量分数分别为0、1%、3%、5%)对低碳Al₂O₃-C耐火材料物相组成、抗氧化性能、抗侵蚀性能等的影响,并结合热力学模拟分析揭示h-BN对Al₂O₃-C耐火材料抗侵蚀性能的作用机制。结果表明:随着h-BN添加量的增加,试样经1 600 ℃热处理后内部陶瓷相含量增加;高温氧化环境下,h-BN促进了试样脱碳层中Al₁₈B₄O₃₃和Al₆Si₂O₁₃的生成,从而改善了耐火材料的抗氧化性能;h-BN通过提高熔渣黏度以及生成高熔点相来增强试样的抗侵蚀性能。

关键词: Al₂O₃-C耐火材料, h-BN, 抗氧化性能, 抗侵蚀性能

Abstract: This work aims at the decline in the oxidation resistance and corrosion resistance of low carbon Al₂O₃-C refractories caused by the reduced carbon content,which becomes challenging to adapt to development in smelting technology.To address this issue,low carbon Al₂O₃-C refractories were prepared using white fused corundum,α-Al₂O₃ micropowder,Al powder,Si powder and flake graphite as the main raw materials,and h-BN as the additive.The effects of the h-BN addition (0,1%,3% and 5%,by mass) on the phase composition,oxidation resistance and corrosion resistance of the low carbon Al₂O₃-C refractories were studied.The mechanism of h-BN on the corrosion resistance of the Al₂O₃-C refractories was revealed by the thermodynamic simulation analysis.The results show that the ceramic phase content in the samples increases with the increase of the h-BN addition after heat treatment at 1 600 ℃;under high temperature oxidation environment,h-BN promotes the formation of Al₁₈B₄O₃₃ and Al₆Si₂O₁₃ in the decarburized layer of the sample,thus improving the oxidation resistance of the refractories;h-BN enhances the corrosion resistance of the sample by improving the slag viscosity and generating high melting point phases.

Key words: Al₂O₃-C refractories, h-BN, oxidation resistance, corrosion resistance

中图分类号:

TQ175

罗益欣, 王杏, 刘正龙, 余超, 邓承继, 丁军. h-BN对低碳Al₂O₃-C耐火材料性能的影响[J]. 耐火材料, 2025, 59(1): 13-18.

Luo Yixin, Wang Xing, Liu Zhenglong, Yu Chao, Deng Chengji, Ding Jun. Effect of h-BN on properties of low carbon Al₂O₃-C refractories[J]. Refractories, 2025, 59(1): 13-18.

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Effect of h-BN on properties of low carbon Al₂O₃-C refractories

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