含碳耐火材料的結(jié)構(gòu)特征及其性能特點(diǎn)

碳復(fù)合耐火材料是由兩種或兩種以上不同性質(zhì)的耐火氧化物和碳素材料及非氧化物材料為原料，用含碳有機(jī)物作為結(jié)合劑而制成的一種多相復(fù)合耐火材料。組成該材料的氧化物主要是MgO、Al2O3、ZrO2和MgAl2O4；碳主要是天然石墨;非氧化物物是從Al、Si、Mg等金屬，AlSi、AlMg類的合金以及SiC,B4C之類的碳化物等。用這些原料通過添加樹脂或?yàn)r青等結(jié)合荊加以成形，而得到的由氧化物、碳、非氧化物以及結(jié)合劑所組成的復(fù)合耐火材料。

碳復(fù)合耐火材料按顯微結(jié)構(gòu)分為陶瓷結(jié)合型與碳結(jié)合型兩大類。典型的陶瓷結(jié)合制品有燒成油浸磚、黏土或高鋁石墨制品等。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是通過高溫?zé)稍谀突鸩牧辖M分之間形成某種陶瓷結(jié)合，碳素材料填充在耐火材料顆粒之間或者氣孔內(nèi)。雖然燒成鋁碳滑板及浸人式水口等類耐火材料制品中也存在一些結(jié)合碳膜，但其主要結(jié)合形式為陶瓷結(jié)合，仍屬于陶瓷結(jié)合型碳復(fù)合耐火材料。碳結(jié)合耐火材料屬于不燒耐火材料，其生產(chǎn)工藝一般是先將結(jié)合劉和粗顆?；旌暇鶆?使結(jié)合劑在粗級(jí)粒表面形成一層薄膜，然后加人耐火材料細(xì)粉及石墨，混合均勻后成形。經(jīng)熱處理后，作為結(jié)合劑的樹脂固化形成一個(gè)固化樹脂框架把耐火材料組分和石墨結(jié)合起來。制品經(jīng)碳化后，樹脂框架被碳化而成為碳框架。顯然，碳框架的連續(xù)性及強(qiáng)度對(duì)制品的性質(zhì)有很大影響。對(duì)耐火材料及石墨的浸潤性能好且殘?zhí)几叩慕Y(jié)合劑。會(huì)形成完整性好、強(qiáng)度離的碳框架。這種把耐火材料及石墨傾粒結(jié)合起來的碳被稱為結(jié)合碳，結(jié)合碳的結(jié)構(gòu)及性質(zhì)與石墨碳不同，結(jié)合碳在軟較周圍形成一層結(jié)合碳膜，此膜構(gòu)成一空間碳網(wǎng)絡(luò)將順粒結(jié)合起來，石墨和耐火材料細(xì)粉位于粗顆粒之間。