Исследования по применению наноуглеродных материалов, таких как графен, в огнеупорах - графитовая упаковочная машина PUDA

2 Влияние наноуглеродных материалов на многоуглеродные огнеупоры

В качестве источника углерода в традиционных углеродсодержащих огнеупорах в основном используется графит. По количеству графита он делится на многоуглеродистые огнеупоры и низкоуглеродистые огнеупоры. Обычно считается, что углеродсодержащие огнеупоры с содержанием графита не более 8% становятся низкоуглеродистыми огнеупорами, а углеродсодержащие огнеупоры с содержанием графита более 8% становятся многоуглеродистыми огнеупорами.

Исследования показали, что введение графита позволяет повысить термостойкость и коррозионную стойкость огнеупорных изделий. Однако при слишком высоком содержании графита стойкость огнеупорных материалов к окислению ухудшается. Графит будет взаимодействовать с воздухом при использовании при высоких температурах. Кислород реагирует с образованием газов CO и CO2, которые вызывают увеличение пористости огнеупорных изделий, снижение коррозионной стойкости огнеупорных материалов и, таким образом, сокращение срока службы огнеупорных материалов; чрезмерный углерод в процессе производства стали, он увеличит содержание углерода в жидкой стали, что является важным фактором, не способствующим производству низкоуглеродистой стали и чистой стали; Процесс потери углерода сопровождается большими потерями тепла, что не способствует энергосбережению и сокращению выбросов в процессе выплавки стали, а также увеличивает производственные затраты при выплавке стали. . Однако если только содержание графита снижается, стойкость к тепловому удару и коррозионная стойкость огнеупорных изделий значительно снизятся. Это не способствует сохранению огнеупорных свойств.

Углеродные нанотрубки и графен в углеродных наноматериалах были впервые обнаружены в 1991 и 2004 годах соответственно. Благодаря своим уникальным свойствам они привлекли внимание многих ученых. В то же время ожидается, что они улучшат механические свойства низкоуглеродистых огнеупоров. Источник углерода. Многие ученые изучали влияние наноуглеродных материалов на свойства тугоплавких материалов в контексте мультиуглерода и получили множество результатов. Например, Zhu et al. использовали углеродные нанотрубки для частичной или полной замены чешуйчатого графита и использовали тот же процесс подготовки для изготовления магниево-углеродных огнеупоров. , И изучил различия в микроструктуре, механических свойствах и термостойкости магнезиально-углеродных огнеупоров с углеродными нанотрубками в качестве источника углерода и чешуйчатым графитом в качестве источника углерода. Эксперименты показывают, что когда углеродные нанотрубки используются в качестве источника углерода и спекаются при 1000 ° C и 1400 ° C, они демонстрируют более высокие механические свойства, чем графитовые источники углерода. Этот результат показывает, что углеродные нанотрубки используются в качестве источника углерода для добавления в магнезиально-углеродные тугоплавкие продукты. Огнеупорные магнезиально-углеродные изделия могут быть усилены и закалены. Для сравнения термостойкости магнезиально-углеродных огнеупоров он также показывает лучшие характеристики, чем чешуйчатый графит. Устойчивость к термическому удару магнезиально-углеродных огнеупоров с 5% углеродных нанотрубок эквивалентна таковой у магнезиально-углеродных огнеупоров с 10% чешуйчатого графита.

QinghuWang et al. изготовлены огнеупоры Al2O3-C, содержащие нанолисты оксида графена (ГОН) с добавками алюминия, кремния и SiO2. Результаты показали, что по сравнению с огнеупорами Al2O3-C без GON, огнеупоры из Al2O3-C, легированные GON, имеют нормальный температурный модуль разрыва (CMOR) материала&# 39, модуль упругости при изгибе (E), кривые силы и смещения и другие механические свойства. были улучшены. Это улучшение объясняется укрепляющим эффектом GON при 800 ℃ и синергическим упрочняющим эффектом с хлопьями графита и образованием нитевидных кристаллов на месте при 1000 ~ 1400 ℃. В таблице 1 приведены конкретные данные эксперимента.

Таблица 1 Модуль разрыва при комнатной температуре и модуль упругости при изгибе различных количеств образцов нанолистов из оксида графена, обожженных при разных температурах

Тяньбинь Чжу и др. изучили влияние нанолистов из оксида графита (GONS), углеродных нанотрубок (CNT) и технического углерода (CB) на эволюцию микроструктуры, механические свойства и термомеханические свойства магнезиально-углеродных огнеупоров. Его сравнивают с традиционными магнезиально-углеродными огнеупорами, содержащими 10% чешуйчатого графита, приготовленными в тех же условиях. Из-за наличия наноуглерода и образования керамической фазы в МА. Компонент, содержащий углеродные нанотрубки, имеет более высокий модуль упругости при холодном разрушении после коксования при 1000 ° C и 1400 ° C, а добавление наноуглерода улучшает сопротивление материала тепловому удару.

AtulVMaldhure et al. использовали нитрат никеля в качестве катализатора и фенольную смолу в качестве связующего для изучения влияния in-situ синтеза углеродных нанотрубок на свойства магний-алюминиево-углеродных огнеупоров. Эксперименты показывают, что 3% нитрата никеля может катализировать модификацию и структурную перестройку фенольной смолы в процессе термообработки с образованием углеродных нанотрубок, а синтез углеродных нанотрубок на месте улучшает механические свойства тугоплавких изделий из магния-алюминия-углерода. Прочность на сжатие при комнатной температуре при 800 ℃, 1000 ℃, 1200 ℃ и 1400 ℃ увеличивается на 10,15%, 30,75%, 41,09%, 25,62% соответственно. В то же время объемная плотность продукта увеличивается, а пористость уменьшается, что приводит к дальнейшему повышению стойкости к окислению огнеупорных материалов магний-алюминий-углерод.

Guo Wei et al. использовали ферроцен в качестве катализатора и фенольную смолу в качестве связующего для изучения влияния добавления ферроцена на характеристики алюминиево-углеродных огнеупоров. Эксперимент показал, что добавка ферроцена должна быть в пределах 0-2%, особенно после термообработки при 1000 ° C, это полезно для улучшения механических свойств продукта, и поскольку добавление ферроцена катализирует фенольную смолу. В процессе термообработки внутренняя часть продукта образует углеродные наноматериалы на месте, а углеродные наноматериалы, образованные на месте, помогают. Он вступает в реакцию с добавкой Si с образованием нитевидных кристаллов β-SiC, что дополнительно улучшает прочность алюминиево-углеродного огнеупора. Однако добавление катализатора не может изменить стойкость к окислению алюминиево-углеродных огнеупоров.

В контексте мультиуглерода механические свойства тугоплавких материалов могут быть улучшены независимо от того, добавляются ли углеродные наноматериалы напрямую или углеродные наноматериалы синтезируются на месте. После термообработки графит и наноуглеродные материалы совместно улучшают механические свойства огнеупорных материалов. Когда в огнеупорные изделия добавляется определенный антиоксидант, наноуглеродные материалы с большей вероятностью будут взаимодействовать с керамическими нитевидными кристаллами, обладающими определенными антиоксидантными свойствами, и в дальнейшем улучшать огнеупорные свойства. стойкость. Из-за наличия определенных дефектов в наноуглеродных материалах могут происходить окисление и структурные изменения, в результате чего наноуглеродные материалы не могут полностью заменить графит в качестве источника углерода на многоуглеродном фоне, а также эффект частичной замены графит как источник углерода относительно хорош.

Однако на фоне многоуглеродных материалов, когда углеродные наноматериалы добавляются напрямую, исследования механизма изменения структуры углеродных наноматериалов с повышением температуры все еще остаются неясными, особенно при температурах выше 1400 ℃, исследования не проводились слишком много вовлечено. В различных атмосферах, таких как влияние окислительной атмосферы и восстановительной атмосферы на наноуглеродные материалы, вышеупомянутые исследования не проводились целенаправленно. Процесс введения наноуглеродных материалов методом выращивания на месте может в определенной степени катализировать конкретный механизм отражения нитевидных кристаллов керамической фазы, и он требует дальнейшего обсуждения.

Упаковочная машина для графитового порошка PUDA:

шнековая упаковочная машина

различного порошкового гранулированного материала и насыпного назначения 0,1-0,5 т / м³
такие как легкий карбонат кальция, черный и белый углерод, графит и каолин и т. д.