作者：汪超,李亚伟,徐小峰,陈启龙,王官正

作者单位：武汉科技大学省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室高温材料与炉衬技术国家地方联合工程研究中心

刊名：硅酸盐学报

ISSN：0454-5648

出版年：2024-05-22

卷：52

期：6

起页：2094-2106

止页：

分类号：TQ175.1

语种：中文

关键词：镁碳耐火材料;普通烧结镁砂;显微结构演变;抗热震性;断裂行为;

内容简介

镁碳砖是炼钢过程中重要的耐火材料之一。为进一步提高其抗热震性，本文利用普通烧结镁砂存在少量低熔点相特性，在镁碳材料制备过程中部分替代电熔镁砂骨料，使之在服役条件下(1 000～1 700℃)材料基体内产生局部液相，缓解材料中应力集中的问题。结果表明：经1 000℃热处理后镁碳材料内普通镁砂骨料保持完整；温度升至1 400℃，部分普通镁砂骨料中的杂质溶出并向周围基质中扩散，骨料瓦解呈多孔结构。此外，基质内因单质硅的引入，除形成大量的晶须状和颗粒状Mg2Si O4相外，还出现了Si C晶须；1 600℃热处理时，杂质溶出扩散加剧，基质中存在颗粒状Mg2SiO4相和Si C晶须。上述材料在高温下的结构变化，提高了材料的强度，甚至高温抗折强度，改善了材料的抗热震性能。高温劈裂实验表明，烧结镁砂的孔隙结构缓解了应力集中，而1 400℃条件下液相的形成促进了烧结和基质中晶须的形成，增加裂纹沿骨料–基质界面扩展的比例，最终导致材料的断裂能和抗热震因子增加。