PPT《第七章 特种耐火材料》

第七章 特种耐火材料 主要内容 概述氧化物陶瓷非氧化物陶瓷金属陶瓷 * 定义 在传统陶瓷和普通耐火材料的基础上发展起来的一组新型材料.

有时也称高温陶瓷或高温材料. 特点 原料品位高、纯度高、熔点都在1728℃以上;

多采用微米级细粉. 制造工艺进步. 高温甚至超高温烧成,气氛保护(氧化、还原、中性、惰性、真空等). 品种丰富(厚实、薄形、中空球状、高度分散的不定形、透明或半透明、柔软如丝的纤维、单晶、超硬等) 性能更优→冶金、国防、军工、科学研究、新兴技术、轻工、化工、电力、电子、医学、农业等. 1)普通耐火材料 ――可塑性物料(主要为粘土):可塑性 ――瘠性物料(石英、粘土熟料):骨架 ――助熔剂(长石、铁氧化物、碳酸盐):促烧、着色 ――有机物料(天然腐植质或锯末、糖皮、煤粉等):气孔 原料―破粉碎―配料―混练―泥料 原料 2)特种耐火材料 ――纯度高:充分发挥晶体本身的特点;

――细度细:低温烧结,抑制晶粒长大,强度↑,韧性↑ 原料 固相法化合或还原-化合法 Me+X=MeX(Me 金属 X 非金属) 制取硼化物的碳化硼法 4MeO+B4C+3C=4MeB+4CO 自蔓延高温合成法(Self-Propagation High-Temperature Systhesis,SHS) 固相热分解法 液相法 反应沉淀法 溶胶-凝胶法(Sol-Gel) 气相法 气相化学反应合成法 气相热分解法 碳化物:MeXn+CmHk+H2-MeC+HX+H2 硼化物: MeXn+BCl3+H2-MeBm+HX+HCl 硅化物: MeXn+SiCl4+H2-MeSim+HX+HCl 氮化物:MeXn+N2(NH3)+H2-MeN+HX 氧化物:MeXn+O2-MeO+X2 机械法 滚动 球磨 振动 球磨 搅动 球磨 气流 粉碎 溶剂蒸发法 酒精 干燥法 冷冻 干燥法 热石油 干燥法 喷雾 干燥法 成型 * 1)普通耐火材料 干压,浇注,等静压等.. 2)特种耐火材料 等离子喷涂法 化学气相沉积法 钢模压法 等静压法 粉料成形方法 浆料成形方法 注浆法 可塑成形方法 挤压法 轧膜法 热致密成形方法 热压法 注射成形方法 烧结 1)普通耐火材料 、低温阶段(1500 ZrO2 连续铸钢浸入式水口 >

1500 SiO2 熔炼半导体GaAs、GaP 单晶坩埚

1200 AlN,BN 大型转炉炉衬 >

1600 MgO-C 大型钢包滑动水口 >

1600 Al2O3-C-ZrO2 炉外精炼炉炉衬 >

1600 MgO-Cr2O3 用途使用温度/℃ 采用材质 航天导弹头部雷达天线保护罩 ≥1000 Al2O3, ZrO2,HfO2 特耐纤维+塑料 重返大气层的飞船 约5000 石棉纤维+酚醛 洲际导弹头部保护材料 C纤维+酚醛 火箭发动机燃烧室的内衬 2000~3000 SiC,Si3N4,BeO 喷嘴 导弹瞄准用陀螺仪

800 Al2O3,B4C 用途使用温度/℃ 采用材质 飞机潜艇涡轮喷气发动机的压缩机叶片 C纤维加塑料 涡轮叶片 850-1000 Si3N4,TiC基金属陶瓷, Cr3C2基金属陶瓷涂层 机身机翼结构材料 潜艇外壳结构材料 300-500 B纤维+塑料复合材料 C纤维+塑料复合材料 * 用途使用温度/℃ 采用材质 原子反应堆 原子反应堆核燃料 ≥1000 UO2UC,ThO2 核燃料的涂层 BeO,Al2O3,ZrO2,SiC,ZrC 吸收中子的控制棒 ≥1000 HfO2,B4C,BN 中子减速剂

1000 BeO,BeC,石墨 反应堆反射材料

1000 BeO,WC,石墨 * 用途使用温度/℃ 采用材质 特种电炉高温发热元件 1500~3000 ZrO2,ThO2,MoSi2,SiC,LaCrO3,ZrB2,石墨 炉膛结构材料 1500-2200 Al2O3,ZrO2 炉膛隔热材料 泡沫Al2O3,Al2O

3、ZrO2空心球 高温炉观测窗 1000~1500 透明Al2O3 炉管 硬质合金);

磨料、发热元件、耐火材料等. 传统的吸波材料 * 新进展 SiC晶须 3160℃ 立方晶系 *