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鎂鈣碳耐火材料是爐外精煉設(shè)備常用的內(nèi)襯材料，生產(chǎn)鎂鈣碳耐火材料同其他耐火材料相同，都離不開(kāi)結(jié)合劑以及起到增強(qiáng)性能效果的各種外加劑。
1、鎂鈣碳耐火材料用抗氧化劑
1.1 SiC
碳化硅又叫金剛砂。碳化硅的制備是于電阻爐中高溫下以石英砂及石油焦等原料冶煉而制得。碳化硅包括黑碳化硅和綠碳化硅兩種，均為六方晶體，密度約為3.2-3.25g/cm3，顯微硬度為2840-3320kg/mm2，具有優(yōu)良的導(dǎo)熱和導(dǎo)電性能，高溫時(shí)能起到抗氧化作用。
在物理及化學(xué)環(huán)境部同的條件下，SiC可以形成化學(xué)成分相同但構(gòu)造及物理特性各異的晶體，這些成分一樣性能不一的晶體成為同質(zhì)多像變體。目前SiC的多象變體己達(dá)到200多種，其中最常見(jiàn)的為3C-SiC閃鋅礦結(jié)構(gòu)以及2H-SiC纖鋅礦結(jié)構(gòu)。而2H-SiC又稱α-SiC、3C-SiC又稱β-SiC。
SiC的高硬度使其在模具如砂輪、磨頭等領(lǐng)域有較好的應(yīng)用;晶型上為高純度的單晶，能應(yīng)用于半導(dǎo)材料及碳化硅纖維的制造;由熱力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)吉布斯自由能曲線可知，溫度在1500℃前SiC可以作為抗氧化劑引入至含碳耐火材料中，在800℃左右開(kāi)始氧化，生成的SiO2進(jìn)一步與MgO作用形成化合物堵塞氣孔，不僅能向含碳耐材補(bǔ)充C，而且能阻止C與空氣進(jìn)一步接觸氧化。
1.2 B4C
碳化硼又名一碳化四硼，是一種硬度極高的黑色粉末，難與酸堿反應(yīng)，易制造且早前相對(duì)低廉，被廣泛應(yīng)用于硬質(zhì)材料的磨削、研磨，通常是制備電鏡試樣所需的精細(xì)磨料。碳化硼不僅能作為軍事裝備的陶瓷涂層以加強(qiáng)軍事裝備的防御能力，而且碳化硼可以作為中子吸收劑應(yīng)用到核工業(yè)當(dāng)中，這是因?yàn)樘蓟鹞沾罅恐凶右膊粫?huì)形成放射性元素。碳化硼作為抗氧化劑應(yīng)用于含碳耐材中，其主要原理是碳化硼首先與O2反應(yīng)生成B2O3，而550℃以后B2O3以液態(tài)的形式存在，液態(tài)B2O3不僅可以很好的堵塞氣孔，并且可以與其他氧化物形成高粘度的硼酸化合物覆蓋材料表面，阻止C與氧氣進(jìn)一步接觸起到保護(hù)C不被氧化。
2、鎂鈣碳耐火材料用結(jié)合劑
鎂鈣碳材料作為重要耐火材料具有優(yōu)良的抗渣能力及抗熱震穩(wěn)定能力，在爐外精煉中有著很好的應(yīng)用。
然而鎂鈣碳作為含碳耐材的一種，其性能很大程度受到結(jié)合劑炭化后形成的炭網(wǎng)絡(luò)結(jié)果的影響，所以結(jié)合劑的選擇直接決定著鎂鈣碳材料的使用性能，而作為含鈣制品的鎂鈣碳材料一般常用的結(jié)合劑為無(wú)水酚醛樹(shù)脂。而無(wú)水酚醛樹(shù)脂炭化后形成的炭網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)的是脆性的玻璃態(tài)結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)力以及氧化較敏感。并且在升溫過(guò)程中，無(wú)水樹(shù)脂鎖合水的逸出導(dǎo)致鎂鈣顆粒中CaO吸水水化破壞試樣結(jié)構(gòu)、影響性能。
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