Onderzoek naar de toepassing van nanokoolstofmaterialen zoals grafeen in vuurvaste materialen - PUDA-grafietverpakkingsmachine

2 De invloed van nanokoolstofmaterialen op multi-koolstof vuurvaste materialen

De koolstofbron die wordt genoemd in traditionele koolstofhoudende vuurvaste materialen is meestal grafiet. Afhankelijk van de hoeveelheid grafiet is het verdeeld in vuurvaste materialen met meerdere koolstofatomen en vuurvaste materialen met een laag koolstofgehalte. Algemeen wordt aangenomen dat koolstofhoudende vuurvaste materialen met een grafietgehalte van niet meer dan 8% koolstofarme vuurvaste materialen worden en koolstofhoudende vuurvaste materialen met een grafietgehalte van meer dan 8% multikoolstofvuurvaste materialen worden.

Studies hebben aangetoond dat de introductie van grafiet de thermische schokbestendigheid en corrosiebestendigheid van vuurvaste producten kan verhogen. Als het grafietgehalte echter te hoog is, zal de oxidatiebestendigheid van vuurvaste producten slechter worden. Grafiet zal een wisselwerking hebben met lucht tijdens gebruik op hoge temperatuur. De zuurstof reageert om CO- en CO2-gassen te genereren, waardoor de porositeit van vuurvaste producten toeneemt, de corrosieweerstand van vuurvaste materialen wordt verminderd en daardoor de levensduur van vuurvaste materialen wordt verkort; overmatige koolstof in het staalproductieproces, het zal het koolstofgehalte in het gesmolten staal verhogen, wat een invloedrijke factor is die niet bevorderlijk is voor de productie van koolstofarm staal en schoon staal; het koolstofverliesproces gaat gepaard met een grote hoeveelheid warmteverlies, wat niet bevorderlijk is voor energiebesparing en emissiereductie in het staalproductieproces, en verhoogt de productiekosten van de staalproductie. ​ Als echter alleen het grafietgehalte wordt verlaagd, zullen de thermische schokbestendigheid en corrosiebestendigheid van vuurvaste producten aanzienlijk worden verminderd. Het is niet bevorderlijk voor het behoud van vuurvaste eigenschappen.

Koolstofnanobuisjes en grafeen in koolstofnanomaterialen werden voor het eerst ontdekt in respectievelijk 1991 en 2004. Vanwege hun unieke eigenschappen hebben ze de aandacht van veel geleerden getrokken. Tegelijkertijd wordt verwacht dat ze de mechanische eigenschappen van koolstofarme vuurvaste materialen verbeteren. Koolstofbron. Veel wetenschappers hebben de invloed van nanokoolstofmaterialen op de eigenschappen van vuurvaste materialen in de context van multikoolstof bestudeerd en hebben veel resultaten behaald. Zhu et al. gebruikte koolstofnanobuisjes om vlokgrafiet gedeeltelijk of volledig te vervangen en gebruikte hetzelfde bereidingsproces om magnesium-koolstof vuurvaste materialen te bereiden. En bestudeerde de verschillen in de microstructuur, mechanische eigenschappen en thermische schokbestendigheid van magnesiumoxide-koolstof vuurvaste materialen met koolstofnanobuisjes als de koolstofbron en vlokgrafiet als de koolstofbron. Experimenten tonen aan dat wanneer koolstofnanobuisjes worden gebruikt als koolstofbron en worden gesinterd bij 1000 ° C en 1400 ° C, ze hogere mechanische eigenschappen vertonen dan grafietkoolstofbronnen. Dit resultaat toont aan dat koolstofnanobuisjes worden gebruikt als koolstofbron om te worden toegevoegd aan magnesia-koolstof vuurvaste producten. De vuurvaste magnesiumoxide-koolstofproducten kunnen worden versterkt en gehard. Voor de vergelijking van de thermische schokbestendigheid van magnesia-koolstof vuurvaste materialen, vertoont het ook betere prestaties dan vlokgrafiet. De thermische schokbestendigheid van magnesiumoxide-koolstof vuurvaste materialen met 5% koolstof nanobuisjes is equivalent aan die van magnesiumoxide-koolstof vuurvaste materialen met 10% vlokgrafiet.

QinghuWang et al. bereid Al2O3-C vuurvaste materialen met grafeenoxide nanobladen (GONs) met aluminium, silicium en SiO2 als additieven. De resultaten toonden aan dat in vergelijking met Al2O3-C-vuurvaste materialen zonder GON's, Al2O3-C-vuurvaste materialen gedoteerd met GON's. zijn verbeterd. Deze verbetering wordt toegeschreven aan het versterkende effect van GONs bij 800 ℃ en het synergetische versterkende effect met grafietvlokken en in-situ whisker-vorming bij 1000 ~ 1400 ℃. Tabel 1 toont de specifieke gegevens van het experiment.

Tabel 1 Kamertemperatuur breukmodulus en buigmodulus van verschillende hoeveelheden grafeenoxide nanoplaatmonsters gebakken bij verschillende temperaturen

Tianbin Zhu et al. bestudeerde de effecten van grafietoxide nanobuizen (GONS), koolstofnanobuisjes (CNT) en carbon black (CB) op de microstructuurevolutie, mechanische eigenschappen en thermomechanische eigenschappen van magnesia-koolstof vuurvaste materialen. Het wordt vergeleken met de traditionele magnesia-koolstof vuurvaste materialen die 10% vlokgrafiet bevatten, bereid onder dezelfde omstandigheden. Vanwege het bestaan ​​van nanokoolstof en de in-situ vorming van keramische fase in MA. De koolstofnanobuis-bevattende component heeft een hogere koude-breukmodulus na verkooksing bij 1000 ° C en 1400 ° C, en de toevoeging van nanokoolstof verbetert de thermische schokbestendigheid van het materiaal.

AtulVMaldhure et al. gebruikte nikkelnitraat als katalysator en fenolhars als bindmiddel om het effect van in-situ synthese van koolstofnanobuisjes op de eigenschappen van magnesium-aluminium-koolstof vuurvaste materialen te bestuderen. Experimenten tonen aan dat 3% nikkelnitraat de modificatie en structurele herschikking van fenolhars in het warmtebehandelingsproces kan katalyseren om koolstofnanobuisjes te vormen, en de in-situ synthese van koolstofnanobuizen verbetert de mechanische eigenschappen van magnesium-aluminium-koolstof vuurvaste producten. De druksterkte bij kamertemperatuur bij 800 ℃, 1000 ℃, 1200 ℃ en 1400 ℃ wordt verhoogd met respectievelijk 10,15%, 30,75%, 41,09%, 25,62%. Tegelijkertijd neemt de volumedichtheid van het product toe en neemt de porositeit af, wat resulteert in een verdere verbetering van de oxidatiebestendigheid van de magnesium-aluminium-koolstof vuurvaste producten.

Guo Wei et al. gebruikte ferroceen als katalysator en fenolhars als bindmiddel om het effect van ferroceentoevoeging op de prestaties van aluminium-koolstof vuurvaste materialen te bestuderen. Het experiment toonde aan dat de toevoeging van ferroceen in het bereik van 0-2% moet liggen, vooral na warmtebehandeling bij 1000 ° C is het gunstig om de mechanische eigenschappen van het product te verbeteren, en omdat de toevoeging van ferroceen de fenolhars katalyseert. bij het warmtebehandelingsproces vormt de binnenkant van het product in situ koolstofnanomaterialen, en de koolstofnanomaterialen die in situ worden gevormd, helpen. Het reageert met het additief Si om β-SiC-snorharen te vormen, wat de sterkte van het vuurvast materiaal van aluminium en koolstof verder verbetert. De toevoeging van katalysator kan de oxidatiebestendigheid van aluminium-koolstof vuurvaste materialen echter niet veranderen.

In de context van multikoolstof kunnen de mechanische eigenschappen van vuurvaste materialen worden verbeterd, ongeacht of de koolstofnanomaterialen rechtstreeks worden toegevoegd of de koolstofnanomaterialen in situ worden gesynthetiseerd. Na warmtebehandeling verbeteren grafiet en nanokoolstofmaterialen samen de mechanische eigenschappen van vuurvaste materialen. Wanneer een bepaalde antioxidant wordt toegevoegd aan vuurvaste producten, is de kans groter dat nanokoolstofmaterialen een interactie aangaan met keramische snorharen met bepaalde antioxiderende eigenschappen, en de vuurvaste eigenschappen verder verbeteren. taaiheid. Vanwege het bestaan ​​van bepaalde defecten in nanokoolstofmaterialen, zijn oxidatie en structurele veranderingen vatbaar, resulterend in nanokoolstofmaterialen die grafiet niet volledig kunnen vervangen als koolstofbron onder een multi-koolstofachtergrond, en het effect van gedeeltelijke vervanging grafiet als koolstofbron is relatief goed.

Echter, onder de achtergrond van multikoolstof, wanneer de koolstofnanomaterialen rechtstreeks worden toegevoegd, is het onderzoek naar het structuurveranderingsmechanisme van de koolstofnanomaterialen met de temperatuurstijging nog steeds onduidelijk, vooral bij temperaturen boven 1400 ℃. teveel betrokken. In verschillende atmosferen, zoals de invloed van oxiderende atmosfeer en reducerende atmosfeer op nanokoolstofmaterialen, heeft bovengenoemd onderzoek geen gericht onderzoek gedaan. Het proces van het introduceren van nanokoolstofmaterialen door middel van in-situ groeimethode kan het concrete reflectiemechanisme van keramische fasebakkebaarden tot op zekere hoogte katalyseren, en het behoeft verdere bespreking.

PUDA-klepzakverpakkingsmachine voor grafietpoeder:

machine voor het in zakken doen van schroeven

verschillende poedergranulaat en bulkbestemming is 0,1-0,5 T / m³
zoals licht calciumcarbonaat, zwart-witte koolstof, grafiet en kaolien, enz