添加Ti3AlC2对MgO-C材料性能的影响

蔡伏玲 韩兵强 陈俊峰 苗正 王义龙

1）武汉科技大学省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室 湖北武汉430081

2）唐山国亮特殊耐火材料有限公司 河北唐山063000

随着洁净钢冶炼技术的不断发展，碳复合耐火材料低碳化成必然趋势。但低碳化后，材料的性能会显著降低［1-4］。添加高性能的新材料，或者使碳复合耐火材料基质结构微纳米化，是目前制备低碳耐火材料的主要研究方向［5-7］。Ti3AlC2是一种新型的高性能高温结构材料，兼具金属和陶瓷材料的综合特性［8］。基于Ti3AlC2在碳复合耐火材料中应用的基础［9-10］，本研究中采用Ti3AlC2部分取代MgO-C耐火材料中的鳞片石墨制备低碳MgO-C材料，探究了添加Ti3AlC2对MgO-C耐火材料力学性能和抗氧化性能的影响。

1 试验

1.1 试样制备

试验原料有粒度3～1和≤1 mm的烧结镁砂颗粒，粒度≤0.074 mm的烧结镁砂细粉，粒度≤0.044 mm的Si粉，粒度≤0.15 mm的鳞片石墨，粒度≤0.021 mm的Ti3AlC2粉，以及结合剂热固性酚醛树脂。

试样配比见表1。按表1配料，在爱立许混料机内混练均匀后，置于30℃真空干燥箱内困料12 h，再以150 MPa压力压制成25 mm×25 mm×140 mm和φ50 mm×50 mm的样坯，在110℃干燥12 h，在220℃固化24 h，然后在埋碳（鳞片石墨）条件下分别于1 100、1 400和1 600℃保温3 h热处理，随炉冷却至室温。

表1 试样配比Table 1 Formulations of specimens

1.2 性能检测及表征

按相关标准检测固化后及不同温度埋碳热处理后试样的显气孔率（GB／T 2997—2004）、常温抗折强度（GB／T 3001—2007）。

取1 100℃埋碳热处理后的φ50 mm×50 mm试样，按照GB／T 13244—1991，在空气气氛中分别于1 100、1 300、1 500℃保温3 h，然后从试样半高处垂直于中心轴切开，测量并计算试样的脱碳层面积，以其表征抗氧化性。

采用脉冲激振法（IET）弹性模量测试仪（RFDAHTVP1600）检测试样的弹性模量。……