раздел 2.3.1) было установлено, что для изготовления
образцов карбидкремниевых огнеупоров целесообразно использовать следующие
составы: 1 - кремнекислота и алюминиевая пудра в соотношении 80:20; 2 - Si и Al
(90:10); 3 - Si и глинозем (90:10); 4 - кварцит и алюминий (90:10). Формованные
образцы обжигали в среде азота при 1450°С.
При исследовании под микроскопом установлено, что в образцах с кремнекислотой и
Al (пудрой) (образец 222) в связке образуются корунд и синоит- Si2N2О, причем
за счет образования корунда образец увеличивается в объеме и разрыхляется. В
образце 223 (SiC+Si+Al пудра) наблюдается брекчиевидная структура. Различаются
зерна заполнителя - б-SiC угловатые, изометричной формы размером 0,25-1,5 мм
(максимум до 2 мм) и тонкозернистая (размер кристаллов ?4 мкм) связующая масса,
состоящая в основном из вґ-сиалона с Нср ~1,980± 0,01 (х=0,15-0,2, z=0,9-1,2).
Поры размером до 100 мкм (рис. 2.19).
Образец 224 (SiC+Al пудра+кварцит) отличается от образца 223 составом связки. В
ней наблюдается кварц в виде угловатых зерен размером до 200 мкм и синоит
размером ? 4 мкм. Синоит, корунд и кварц цементируются пленками стеклофазы.
Образец 225 (SiC+Si+глинозем Г-ОО) отличается составом связки, состоящей из
тонкозернистого вґ-сиалона с Нср ~1,970±0,01 (х=0,2-0,25, z=1,2-1,5).
Образец 133 (SiC+Si+глинозем-ГК) (рис. 2.20) также состоит из зерен б-SiC
размером 0,25-1,5 мм и связки из вґ-сиалона с Nср ~1,897±0,01 с размером
кристаллов ? 4 мкм. Образцы 213 и 214 (рис.2.21 и 2.22) отличаются от обр. 133
меньшим содержанием муассанита (табл. 2.14) и большим количеством вґ-сиалона с
Нср ~1,897 ± 0,01 (х = 0,45-0,5, z = 2,5-3,0), корунда и стеклофазы.
Образец 313 (SiC+Si+глина) состоит из угловатых зерен б-SiC размером до 1 мм
(преобладающий размер 0,2-0,5 мм) и связки. В ней различаются мелкие (4-6 мкм)
зерна вґ-сиалона с Нср ~1,954±0,01. Поры до 0,1 мм.
На поверхности всех образцов наблюдаются тонкие (<1 мм) стекловидные корочки
(N~1,500-1,540) с единичными выделениями магнетита.
Выводы
1. На основании проведенных минералого-петрографических исследований было
установлено, что наиболее полно синтез вґ-сиалона в связке происходит в
образцах карбидкремниевых огнеупоров с использованием кремния с добавкой
глинозема, а также кремния с добавкой алюминиевой пудры или глины. В образцах с
добавкой глинозема (Г-ОО) образуется наибольшее количество вґ-сиалона, текстура
образцов плотная.
Выводы к главе 2
1. Проведено детальное минералого-петрографическое изучение процесса синтеза
в-SiC в различных средах (аргон, азот, монооксид углерода+ азот) при разных
температурах (1450, 1500°С) из различных исходных компонентов (кварц,
кокс, кремний). Определены кристаллооптические характеристики, образовав-
Рис. 2.19. Микроструктура карбидкремниевого огнеупора на связке из вґ-сиалона
(обр. 223), обжиг в азоте, Т=1450°С. х320, свет отраженный: 1-муассанит
(б-SiC), 2 - вґ- сиалон, 3 – корунд, 4 - поры (черное)
Рис. 2.20. Микроструктура карбидкремниевого огнеупора на связке из вґ-сиалона
(обр. 133), обжиг в азоте, Т=1450°С. х320, свет отраженный: 1-зерна муассанита
(б-SiC), 2 - вґ-сиалон, 3 - корунд, 4 - поры (черное)
Рис. 2.21. Микроструктура карбидкремниевого огнеупора на связке из вґ-сиалона
(обр. 213), обжиг в азоте, Т=1450°С. х320, свет отраженный: 1- зерна муассанита
(б-SiC), 2- вґ-сиалон, 3 - корунд, 4 – поры (черное)
Рис. 2.22. Микроструктура карбидкремниевого огнеупора на связке из вґ-сиалона
(обр. 214), обжиг в азоте, Т=1450°С. х320, свет отраженный: 1- зерна
муассанита (б-SiC), 2 - вґ- сиалон, 3 - корунд, 4 - поры (черное)
Таблица 2.14
Примерное количественное соотношение компонентов (фаз) в образцах
карбидкремниевых
огнеупоров на связке из вґ-сиалона, обожженных в среде азота при 1450°С
Обра-
зец
Состав
шихты
Содержание, %
Корунд
б-SiC
Si
вґ-сиалон
Si2N2O
в-SiC
Al
AlN
Кварц
Стекло-
фаза
222
80% SiC, 4% Al,
16% кремнекислота
3-5
70-75
< 1
1-3
8-12
~1
1-2
~1
8-12
223
80% SiC, 18% Si,
2% Al
1-3
70-75
< 1
20-25
Сл
1-3
~1
1-2
3-5
224
80% SiC, 2% Al,
18% кварцит
2-4
70-75
< 1
Сл
7-10
1-3
~1
~1
7-10
7-10
225
80% SiC, 18% Si,
2% Al2O3
Сл
70-75
< 1
20-25
Сл
1-3
~1
3-5
133
70% SiC, 20% Si,
10% Al2O3
7-10
60-65
< 1
25-30
Сл
Сл
2-4
213
50% SiC, 36,7% Si
13,3% Al2O3
10-15
50-55
< 1
30-35
Сл
Сл
5-7
214
50% SiC, 33,3% Si
16,7% Al2O3
10-15
45-50
< 1
30-40
Сл
Сл
8-12
313
65,5% SiC, 28% Si 6,5% глина
65-70
Сл
25-30
3-5
1-2
2-3
шихся фаз и минералов: в-SiC, б-Si3N4 и синоита-Si2N2O. Установлено, что
наиболее полный синтез в-SiC обеспечивает состав из углеродистого материала и
кремния. Из газовых сред наиболее эффективной для образования в-SiC является
среда, состоящая из аргона. В средах из азота и из азота + монооксид углерода
преимущественно образуется синоит, нитрид кремния, а количество в-SiC
уменьшается, что вызвано развитием конкурирующих процессов, обусловленных
действием СО и N2 на исходные компоненты образцов.
2. Выполненные исследования способствовали определению оптимальных условий
(температура, и газовая среда) обжига и исходных составов, обеспечивающих более
полный синтез в-SiC, для получения высокостойких карбидкремниевых огнеупоров на
связке из в-SiC.
3. Проведенные минералого-петрографические исследования карбидкремниевых
огнеупоров на связке из в-SiC, полученных при различных технологических
условиях (среда, температура, исходный состав), показали, что наиболее полный
синтез в-SiC происходит в образцах со стехиометрическим соотношением