含碳耐火材料的結構特征及其性能特點

碳復合耐火材料是由兩種或兩種以上不同性質的耐火氧化物和碳素材料及非氧化物材料為原料，用含碳有機物作為結合劑而制成的一種多相復合耐火材料。組成該材料的氧化物主要是MgO、Al2O3、ZrO2和MgAl2O4；碳主要是天然石墨;非氧化物物是從Al、Si、Mg等金屬，AlSi、AlMg類的合金以及SiC,B4C之類的碳化物等。用這些原料通過添加樹脂或瀝青等結合荊加以成形，而得到的由氧化物、碳、非氧化物以及結合劑所組成的復合耐火材料。

碳復合耐火材料按顯微結構分為陶瓷結合型與碳結合型兩大類。典型的陶瓷結合制品有燒成油浸磚、黏土或高鋁石墨制品等。其結構特點是通過高溫燒成在耐火材料組分之間形成某種陶瓷結合，碳素材料填充在耐火材料顆粒之間或者氣孔內(nèi)。雖然燒成鋁碳滑板及浸人式水口等類耐火材料制品中也存在一些結合碳膜，但其主要結合形式為陶瓷結合，仍屬于陶瓷結合型碳復合耐火材料。碳結合耐火材料屬于不燒耐火材料，其生產(chǎn)工藝一般是先將結合劉和粗顆粒混合均勻.使結合劑在粗級粒表面形成一層薄膜，然后加人耐火材料細粉及石墨，混合均勻后成形。經(jīng)熱處理后，作為結合劑的樹脂固化形成一個固化樹脂框架把耐火材料組分和石墨結合起來。制品經(jīng)碳化后，樹脂框架被碳化而成為碳框架。顯然，碳框架的連續(xù)性及強度對制品的性質有很大影響。對耐火材料及石墨的浸潤性能好且殘?zhí)几叩慕Y合劑。會形成完整性好、強度離的碳框架。這種把耐火材料及石墨傾粒結合起來的碳被稱為結合碳，結合碳的結構及性質與石墨碳不同，結合碳在軟較周圍形成一層結合碳膜，此膜構成一空間碳網(wǎng)絡將順粒結合起來，石墨和耐火材料細粉位于粗顆粒之間。