添加MgB2對鎂碳耐火材料抗氧化性能的影響.pdf

1、MgO-C耐火材料具有優(yōu)良的抗侵蝕性和抗熱震性，在20世紀70年代后得到了迅速發(fā)展，并廣泛應用于冶金工業(yè)中的煉鋼轉爐、電爐、爐外精煉和鋼包等設備中。MgO-C耐火材料在使用過程中存在的主要問題是石墨易氧化，造成MgO-C耐火材料在使用過程中性能的降低，所以常需要在MgO—C耐火材料中加入抗氧化劑，如si、Al，Mg等抑制碳的氧化與提高制品的強度。這些常用的抗氧化劑雖然一定程度上抑制了鎂碳耐火材料的氧化，但都存在著諸多問題。比如：Al在6

2、00℃時與碳反應生成Al4C3，而.Al4C3在低溫下易發(fā)生水化反應：
　　 Al4C3+12H2O=3CH4+4AL(OH)4，從而導致鎂碳耐火材料產生嚴重的龜裂。鎂碳耐火材料中添加金屬Si粉，Si粉的抗氧化能力不足，而且對于多數用途來說，使用高純低硅鎂砂以Si為抗氧化劑足不合理的，因為siO2是危害性較大的雜質。鎂碳耐火材料中添加金屬Mg粉，由于大量的金屬鎂蒸汽沸騰會對材料內部結構施加顯著的應力，破壞鎂碳耐火材料內部的結構。

3、鑒于常用的抗氧化劑存在的問題，尋找新的抗氧化劑成為含碳耐火材料領域的一個研究重點。
　　 本文以MgB2做為抗氧化添加劑應用到MgO-C耐火材料，探究其在鎂碳耐火材料中的反應機理，評價其抗氧化性能。將制得的試樣分別在埋碳和空氣氣氛下煅燒，利用熱重分析(TG-DSC)研究了MgB2在空氣氣氛下的反應行為，用X衍射分析(XRD)研究了埋碳條件各溫度下的物相組成，用掃描電子顯微鏡(SEM)結合能譜分析儀(EDX)觀察了試樣的顯微組織結

4、構，研究了MgB2在鎂碳耐火材料中的反應行為，探討了MgB2的抗氧化機理，并與Al、Si、B4C、Al+B4C、Al+MgB2對比評價了MgB2的抗氧化性能。
　　 結果表明：MgB2在溫度高于1000℃與CO反應，生成MgO、B203和C，MgO與B2O3進一步反應生成Mg3B206；當溫度高于1340℃，Mg3B2O6熔化成為液相，填充在MgO骨料與基質周圍.使得鎂碳耐火材料結構致密，對抗氧化起到重要作用；B2O3(1)蒸發(fā)