无机非金属材料综合实验报告.doc

碳复合耐火材料的制备方法 概述由两种或两种以上不同性质的耐火氧化物（MgO、CaO、Al2O3、ZrO2等）和碳素材料及非氧化物材料为原料，用碳素材料作为结合剂而制成的一种多相复合耐火材料。复合材料既可以保持原材料的某些特点，又能发挥组合后的新特性，它可以根据需要进行设计，取长补短，从而最大限度地达到使用要求的性能。如MgO-C砖有效地利用了镁砂的抗侵蚀能力强和利用碳的高导热性及低膨胀性,补偿了碱性制品抗剥落性差的最大缺点。在碳素原料中用得最多的是鳞片石墨、其次还有碳黑、电极粉、人造石墨等。 实验目的了解碳复合耐火材料的制备方法，以及对仪器的运用 实验内容 1.原料板状刚玉 电熔锆莫来石 鳞片石墨 板状刚玉高温烧结的氧化铝，称人造刚玉或人造宝石，可制机械轴承或钟表中的钻石。氧化铝也用作高温耐火材料，制耐火砖、坩埚、瓷器、人造宝石等，氧化铝也是炼铝的原料。煅烧氢氧化铝可制得γ-Al2O3。γ-Al2O3具有强吸附力和催化活性，可做吸附剂和催化剂。刚玉主要成分α-Al2O3。桶状或锥状的三方晶体。有玻璃光泽或金刚光泽。密度为3.9～4.1g/cm3，硬度9，熔点200015℃。不溶于水，也不溶于酸和碱。耐高温。无色透明者称白玉，含微量三价铬的显红色称红宝石；含二价铁、三价铁或四价钛的显蓝色称蓝宝石；含少量四氧化三铁的显暗灰色、暗黑色称刚玉粉。可用做精密仪器的轴承，钟表的钻石、砂轮、抛光剂、耐火材料和电的绝缘体。色彩艳丽的可做装饰用宝石。人造红宝石单晶可制激光器的材料。除天然矿产外，可用氢氧焰熔化氢氧化铝制取。 鳞片石墨石墨是碳质元素结晶矿物，它的结晶格架为六边形层状结构，见图11。每一网层间的距离为3.40人，同一网层中碳原子的间距为1．42A。属六方晶系，具完整的层状解理。解理面以分子键为主，对分子吸引力较弱，故其天然可浮性很好。 石墨质软，黑灰色；有油腻感，可污染纸张。硬度为1～2，沿垂直方向随杂质的增加其硬度可增至3～5。比重为1．9～2．3。在隔绝氧气条件下，其熔点在3000℃以上，是最耐温的矿物之一。 自然界中纯净的石墨是没有的，其中往往含有Si02、A1203、Fe0、CaO、P2O5、Cu0等杂质。这些杂质常以石英、黄铁矿、碳酸盐等矿物形式出现。此外，还有水、沥青、CO2、 H2、CH4、N2等气体部分。因此对石墨的分析，除测定固定碳含量外，还必须同时测定挥发分和灰分的含量。石墨的工艺特性主要决定于它的结晶形态。结晶形态不同的石墨矿物，具有不同的工业价值和用途。 电熔锆莫来石莫来石是一系列由铝硅酸盐组成的矿物统称， 这一类矿物比较稀 少。莫来石是铝硅酸盐在高温下生成的矿物，人工加热铝硅酸盐时会形成莫来石。天然的莫来石晶体为细长的针状且呈放射簇状。莫来石矿被用来生产高温耐火材料。莫来石是Al2O3 -SiO2二元系中常压下唯一稳定存在的二元化合物，化学式为3Al2O3-2SiO2 ，天然莫来石非常少，通常用烧结法或电熔法等人工合成。莫来石化学式 A1xSi2-xO5.5-0.5x 密度3.16g/cm3 莫氏硬度 67 耐火度 1800C时仍很稳定,1810 C分解为刚玉和液相。 3．所用设备直筒型模具（型号50mm*50mm） 高精密电子天平（型号BS224S、生产商上海树信仪器仪表有限公司仪器部） SHY树脂砂混砂机（型号0271；出厂日期2010年3月；生产商济南金光仪器设备制造有限责任公司。）、干燥箱（型号DHG-9140A 生产商上海一恒科科学仪器有限公司）、开式可倾压力机（型号J23开式可倾压力机 生产商南京金球机床制造有限公司） 水浴锅（型号HH-4 生产商国华电器有限公司） 实验过程 配方 计算板状刚玉（1-0mm）300g，电熔锆莫来石（0.590.21mm）300g,将颗粒倒入混炼槽，加入经水浴加热好的酚醛树脂180g左右，磨练均匀，再加入石墨720g，电容高莫来石（0.210mm），α-Al2O3 ， 催化剂200g继续混炼均匀，将混好的料分别标号。 1. 成型 模具H50mm*50mm直筒型小模具 2. 压制将料倒入模具中进行压制，采取先轻压后重压的方法，利于试样内气体的排出，确保实验完整成型。 3. 等静压将模具中压出的料体用保鲜膜包三层，防止试样被污染，放入等静压室进行压制。 干燥50100℃ 100180℃ 24h 参考文献 1.耐火材料概论 宋希文 安胜利 化学工业出版社 2.碳复合耐火材料 李楠 冶金工业出版社 无机非金属材料综合实验报告 学 院材料与冶金学院 班 级07无机非 学 号0703142116 姓 名赵辰 指导老师郭巍