提高粘土结合碳化硅制品抗铝液侵蚀性研究

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1、提高粘土结合碳化硅制品抗铝液侵蚀性研究摘要碳化硅不与铝合金液润湿、导热率高、抗热震性好、抗冲刷、抗金属蒸汽侵蚀，是优质的铝合金熔炼用耐火材料，但目前高的生产成本限制了其快速发展。在碳化硅质耐火材料中，粘土结合碳化硅是生产工艺最简单、价格最低的制品。但是由于粘土的加入，使碳化硅耐火材料的一些性能变差。将其应用与中北大学铸造新技术中心的铝合金电磁泵中，由于具有大量的开口气孔，铝液会渗透到材料的内部，并且粘土与铝液发生化学反应，造成材料的损坏。本文通过在粘土结合碳化硅材料表面施加釉层，阻止铝液与材料的直接接触。致密的釉层使铝熔体不能通过

2、开口气孔渗入耐火材料的内部与之发生反应。本论文探讨了釉浆性质、烧成温度等对釉面质量的影响；分别在高温炉和铝合金电磁泵中进行侵蚀试验，分析施釉前后粘土结合碳化硅被铝液侵蚀的机理。釉料成分、悬浮性、流动性等不仅是影响施釉过程的关键因素，同时也对烧后釉面质量有较大的影响。在釉浆中，随加CMC入量的增大，釉浆粘度增加。加入量在1．1wt％左右时，釉浆粘度合适，具有良好的悬浮稳定性，有利于在粘土结合碳化硅制品上进行施釉工艺。釉浆浓度应控制在1．4～1．5g·cm～，可以获得质量良好的釉面。任何一种成分过多或过少都使釉面质量变差，采用3号釉的

3、配方烧成的釉质量最好。通过实验，采用编号6的烧成制度烧出的釉层质量最好。分别在高温炉和铝合金电磁泵中进行侵蚀试验，本文测量施釉前后粘土结合碳化硅制品的显气孔率和表面气孔孔径的大小、侵蚀深度，利用XRD分析、SEM分析等方法对侵蚀前后试样的物相和显微结构分析，得出了粘土结合碳化硅的损毁机理。实验结果表明：施釉后的试样表面的气孔尺寸和显气孔率明显降低，气孔的大孔径由原来的近百微米降为十几微米，显气孔率由原来的24．4％降为8．7％；试样中的SiO。和釉层中的SiO。与铝液发生了化学反应，在铝合金电磁泵中还有大量的铝液在压力作用下渗入材

4、料内部，这些都是材料损坏的原因。关键词：粘土结合碳化硅，釉，铝液，侵蚀

5、生Thestudyf‘orov。ngant。-eros。onof‘ayeyS‘CStUdY0ImprovIngantIerosIoncIaYeYIU1-AbstractSiCiSthequalityrefractoryusedinthealuminumsmeltingdevelopedinrecentyears．Thematerialdoesnotmakenon—ferrousmetalswet，havinghighthermalconductivity，go

6、odthermalshockresistance，anti—erosionandanti—corrosionofmetalvapor．Highproductioncosts1imititsrapiddevelopment．Refractoryinthesi1iconcarbide，clayeySiChasthemostsimpleproductionprocessandthelowestprice．However，duetotheadditionofclay，someperformancesoftheclayeySiCdeteri

7、orate．ItiSapplledinaluminumselectromagneticpumpoftheNorthUniversityofChina．Owingtothelargeopenpores，moltenaluminummoltenaluminumwi11penetrateintoitandbecomeA1203．Claywillreactwithmoltenaluminum，causingmaterialdamaged．ByimposingglazelayeronclayeySiCsurface，preventingmo

8、ltenaluminumcontactswiththematerialdirectly．Denseglazelayermakesmoltenaluminumun‘+infiltrateintothematerialandun—reactwithit．ThiSpaperdiscussesthenaturesofslurryglaze，firingtemperaturehowtoimpactthequalityofglaze．Maketheerosiontestinthehightemperaturefurnaceandaluminu

9、melectromagneticpump，analyzingthemechanismoferosionofclay——siliconcarbideimposedandun——imposedglazewithmoltenaluminum．nature