作者:李亚伟 陈希来 李远兵 金胜利 葛山 赵雷 ...炭砖硅粉孔结构热导率
摘要:以电煅无烟煤(5-3、3-1、≤1及≤0.088mm,ω(固定碳)=95.17%,ω(挥发分)=0.37%,ω(灰分)=4.14%)、鳞片石墨(≤0.147和≤0.074mm,ω(固定碳)=96.5%)、棕刚玉粉(≤0.074mm,ω(Al2O3)=93.5%,ω(TiO2)=2.3%)和硅粉(≤0.043mm,ω(Si)=96.37%)为原料,固定骨料与细粉的质量比为60:40,细粉中硅粉和电煅无烟煤细粉总量固定为14%(质量分数),改变硅粉加入量(质量分数)分别为3%、5%、8%、10%、14%,以液态热塑性酚醛树脂为结合剂,乌洛托品作固化剂制成炭砖,于1400℃ 3h埋炭焙烧,借助于x射线衍射仪、压汞仪、激光导热仪、扫描电子显微镜和能谱分析仪等测试手段,研究了不同硅粉加入量的焙烧炭砖的孔结构及热导率。结果表明:因炭砖焙烧过程单质硅原位反应形成β-SiC、Si2N2O和石英等陶瓷相,填充、阻隔或封闭了气孔,故硅粉加入量控制着试样内部的气孔分布、平均孔径和孔径〈1μm气孔的孔容积率;受材料组成和孔结构变化影响,炭砖的热导率也发生相应变化;随硅粉加入量增加,试样中孔径分布范围由宽变窄,平均孔径逐渐减小,〈1μm孔的容积率增加,气孔呈微孔化趋势;当试样中硅粉加入量超过8%时,气孔的平均孔径〈0.3μm,〈1μm孔容积率超过70%,试样的热导率急剧下降。
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