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巩义市宏图耐火材料有限公司

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硅质复合抗氧化剂代替金属硅和碳化硅在耐火材料制品中的分析应用

发布时间:2021-10-19浏览量:571

巩义市宏图耐火材料有限公司生产的硅质复合抗氧化剂,委托河南科技大学高温材料研究院进行了相组成和显微结构分析,分别借助X-射线衍射法(XRD)和扫描电镜(SEM)配以能谱分析(EDX)进行了分析,结果及评析如下。

该料的物相组成主要为单质硅其量占60%-80%,含有的碳化硅其量占20%-40%,且二者之和≥98%,其他杂质相的含量很低。从显微尺度看,碳化硅呈弥散态均匀分布在连续的硅中。两物相达到了显微尺度的高度均匀,成为一大特色。碳化硅的边沿呈锯齿状,判断为硅与碳组分在高温下原位反应生成。

如专业工作者周知,单质硅和碳化硅是含碳耐火材料常用的抗氧化剂和高温强度增强剂,在不少含炭、碳化硅和其他非氧化物的耐火制品(诸如高炉出铁沟Al2O3-SiC-C浇注料,铁水包、鱼雷罐用Al2O3-SiC-C砖,钢包用MgO-C、MgO Al2O3—C、Al2O3-MgO-C砖,连铸系统用含非氧化物的功能耐火材料等)中是必不可少的重要添加物。分别引入时,希望二者高度均匀分散。

该物料恰为硅和碳化硅自然均匀的混合物,晶粒细小,纯度高,物美价廉。用于上述须加抗氧化剂的耐火材料,可望有良好的效果。联系人:尚鹏飞13633829056

 

硅质复合抗氧化剂的显微结构分析

1 物相组成分析

试样经研磨至通过400目筛后, 借助于XRD做了相组成分析。该料的XRD图谱见图2。

图2所示的XRD检测结果表明,试样由单质硅(Si)和碳化硅(SiC)组成,未见数量达到可探测到的其他物相。


2 显微结构分析

将试样经磨制喷金后置于电镜下观察,结果如图3~图5所示。

由图3可见,试样呈多孔疏松状结构。图中黑色部分为空洞,占据了相当大的比例。浅灰色物为单质硅,其中的深灰色物为碳化硅,其呈弥散态均匀分布在连续的硅中。高放大倍率下可见SiC的形貌,其边沿呈锯齿状,尺度多在微米级,较大者不过20μm左右,见图4。

高放大倍率下可见星点状的亮白色物,判为原子序数大于硅的金属相,见图5。任取两处亮白色物,经能谱分析,其元素成分如表1所示。

1 亮白色物的能谱分析结果(wt%)

Ca

Al

Si

Mn

Fe

Ni

-

3.6

52.3

0.6

43.6

-

4.3

18.4

39.8

0.6

36.4

0.5

 

由表1可见,微区亮白色物为硅铁基合金,其中含有少量金属铝和钙和微量的锰和镍元素。这是由所用单质硅粉带入的,是单质硅典型的微量杂质元素。


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