高纯度的氧化物耐火材料(氧化铝等)多年来被广泛应用于高温窑炉或高温区的关键部位,但因抗渣侵蚀性和抗热冲击性不能满足使用的要求而受到了一定的限制。材料抗热冲击性能的好坏取决于材料的热膨胀率和热导率,热膨胀率越小,热导率越大,材料的抗热冲击性就越好。碳的抗热冲击性能特别好,此外,碳很难被渣液润湿,能抑制炉渣的侵入,从而避免了像传统耐火材料因炉渣的侵入而造成材料的损坏。利用碳的这种特性,开发生产出了碳含量为15-20%的耐火材料,含碳型耐火材料为解决耐火材料的抗热震性和抗侵蚀性做出了巨大的贡献。
但是,含碳型耐火材料多为碳结合结构,材料强度较低,碳易被铁水冲蚀,使得组织脆化,导致材料损坏。并且碳在材料内部形成连续网络结构,容易和空气中的氧以及组份中的氧化物反应而发生氧化,使其优势受到削弱。另外,用做含碳耐火材料结合剂的酚醛树脂等有机化合物在最初的加热过程中被分解成游离碳和一氧化碳等气体,在进一步加热,将形成10%左右的气孔,随温度的变化,气孔内产生气相出入,在冷却时从外部吸收氧气,高温时加剧碳的氧化。
综合考虑耐火材料的高温使用性能,氧化物与非氧化物复合耐火材料将会成为高技术,高性能耐火材料中新的品种系列,有很好的发展前景。
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