复合型耐火材料研究

复合型耐火材料研究摘自：耐火材料期刊耐火材料作为耐火材料的基本组成，其品质，特性及发展对耐火材料的质量，性能及应用起着至关重要的作用。随着高温工业生产工艺的革新，对所使用的耐火材料提出了越来越高的要求，天然材料以很难满足苛刻条件下耐火材料的应用要求，大量人工合成的耐火材料，如尖晶石，莫来石，碳化物，氮化物，硼化物等得到广泛的重视和应用。这些人工合成的耐火材料质量稳定，性能优异，大幅提高了耐火材料产品的性能与使用寿命，同时，在合成过程中天然原料，固体废弃物等廉价原材料的利用越来越受到重视，带来一定的经济和环境效益。仅几年，研究人员对合成耐火材料做了大量研究，取得了很大的进展。以高铝矾土和菱镁矿为基料的天然合成原料，主要有均质料，改性料，转型料三种类型，按以上分类可以算改性料或转型料，或者是二者的复合。这些复合型耐火材料大致分为三种类型，即氧化物-氧化物复合型（O-O型），氧化物-非氧化物复合型（O-N型），非氧化物-非氧化物型（N-N型）。1.氧化物-氧化物（O-O型）复合材料与单一氧化物材料相比，O-O型复合材料充分利用了不同氧化物热膨胀系数，抗渣性能等差异，使在某些性能上实现互补，因而通常具有较低的热膨胀系数，较高的力学性能，优异的抗渣侵蚀性和抗热震性能等，莫来石，镁铝尖晶石是此类材料中应用最广泛的，不同氧化物的组合使得此类原料品种非常丰富，如六铝酸钙，锌铝尖晶石，铁铝尖晶石等。2.氧化物-非氧化物（O-N型）复合材料非氧化物材料与传统的氧化物材料相比，具有更高的熔点，更好的力学性能和化学稳定性，而且具有高的导电性和导热性。将氧化物材料与非氧化物材料复合，可以弥补单一原料某些性能的不足，可望得到即具有氧化物材料的性能由具有非氧化物优良性能的复合材料，而这类复合材料主要有氧化铝-非氧化物复合材料，刚玉-Si3N4复合材料等。3．非氧化物-非氧化物（N-N型）复合材料非氧化物材料本身已具有各种良好的性能，但在工业应用过程中，某些性能需要得到强化以延长材料的使用寿命，如抗氧化性等，将性能相近的不同非氧化物材料复合，利用性能互助的优势，达到1+12的效果，这种复合材料主要有：B4C-C复合材料，SiAlON复合材料等综上所述，将两种及两种以上的材料复合可以制备出综合性能优异的复合材料，不仅保持了单一材料的良好性能，而且还赋予材料新的优异特性，使得复合材料的综合性能更好，应用领域更广泛，从应用结果来看，复合型耐火材料是非常有应有前途的工业材料，在材料组合方面，除O-O型，O-N型N-N型复合材料，基本类型之外，已经开始向多相材料复合方向发展。今年来，新型氧化物基复合材料如六铝酸钙，锌铝尖晶石，铁铝尖晶石等已有广泛应用，但非氧化物复合材料的研究主要还是停留在实验研究阶段，距大规模生产应用还有一段距离，具体表现在所用的原材料成本高（如TiN/SiAlON等），制备工艺复杂（如在氮气气氛中合成铁铝尖晶石，SiAlON等）等方面。相对多数复合型耐火材料来说，由于合成的工艺复杂，成本较高，目前对其最经济有效的应用是通过原位合成制备复合材料来实现生产应用。由此衍生出了品种繁多且性能优良的复合型耐火材料（如MgO-Si3N4,MgO-SiC,刚玉-Si3N4,C-B4C,SiC-Si3N4,β-SiAlON-SiC,SiAlON-Ti(N,C)等），因此，复合型耐火材料制备的发展与复合型耐火材料的发展是相铺相成，相互促进的，在今后的研究开发中应注重探寻廉价原料，简化合成工艺，降低合成成本等方面，以实现新型复合原料及复合材料的规模化生产及应用。