耐火物におけるグラフェンなどのナノカーボン材料の応用に関する研究-PUDAグラファイト包装機

2 ナノカーボン材料がマルチカーボン耐火物に及ぼす影響

従来の炭素含有耐火物に引用されている炭素源は、主にグラファイトである。グラファイトの量によれば、それは多炭素耐火物と低炭素耐火物に分けられる。一般的に、8%以下の黒鉛含有量を有する炭素含有耐火物は低炭素耐火物となり、8%を超える黒鉛含有量を有する炭素含有耐火物は多炭素耐火物になると考えられている。

研究は、グラファイトの導入は、耐火性製品の耐熱衝撃性と耐食性を増加させることができることを示しています。しかし、グラファイト含有量が多すぎると、耐火性製品の耐酸化性が悪化します。グラファイトは高温使用時に空気と相互作用します。酸素は反応してCOガスとCO2ガスを発生させ、耐火物の空隙率を高め、耐火材料の耐食性を低下させ、耐火材料の耐用年数を減らします。製鉄プロセスにおける過剰な炭素, それは、低炭素鋼とクリーン鋼の生産に資しない影響力のある要因である溶融鋼の炭素含有量を増加させます。炭素損失プロセスは、製鉄プロセスにおける省エネルギーや排出削減に役立たない大量の熱損失を伴い、製鉄の生産コストを増加させます。.しかし、グラファイト含有量を単独で低減すると、耐火性製品の耐熱衝撃性と耐食性が大幅に低下します。耐火性の保存には役立ちません。

カーボンナノチューブとグラフェンは、1991年と2004年にそれぞれ初めて発見されました。そのユニークな特性のために、彼らは多くの学者の注目を集めています。同時に、低炭素耐火物の機械的特性の向上が期待されています。炭素源。多くの学者は、ナノカーボン材料が多炭素の文脈で耐火材料の特性に及ぼす影響を研究し、多くの結果を得ています。例えば、Zhuらは、フレークグラファイトを部分的または完全に置換するためにカーボンナノチューブを使用し、マグネシウム・カーボン耐火物を調製するために同じ調製プロセスを使用した。炭素源としてカーボンナノチューブを用いたマグネシア・カーボン耐火物の微細構造、機械的性質、熱耐衝撃性の違いを炭素源として調べた。カーボンナノチューブを炭素源として使用し、1000°Cと1400°Cで焼結すると、グラファイト炭素源よりも高い機械的特性を示すことが実験で分かりました。この結果は、カーボンナノチューブがマグネシア-カーボン耐火製品に添加される炭素源として使用されることを示している。マグネシア-カーボン耐火製品は強化し、強化することができます。マグネシア-カーボン耐火物の熱衝撃抵抗を比較するために、それはまた、フレークグラファイトよりも優れた性能を示しています。5%カーボンナノチューブを有するマグネシア-カーボン耐火物の耐熱衝撃性は、10%のフレークグラファイトを有するマグネシア炭素耐火物に相当する。

青湖王らら、酸化グラフェンナノシート(GON)を含むAl2O3-C耐火物をアルミニウム、シリコン及びSiO2を添加剤として調製した。その結果、GONを含まないAl2O3-C耐火物と比較して、GONsをドープしたAl2O3-C耐火物は、材料の常温率(CMOR)、曲げ弾性率(E)、力および変位曲線および他の機械的特性が改善されたことを示した。この改善は、800°CのGONの強化効果と、1000〜1400°Cのグラファイトフレークとインシチュウィスカ形成との相乗的強化効果に起因しています。表1は、実験の具体的なデータを示す。

表1 室温破裂率と異なる温度で発射された酸化グラフェンナノシートサンプルの異なる量の曲げ弾性率

天浜珠らは、マグネシア炭素難治性の微細構造の進化、機械的特性および熱機械的特性に対する黒鉛酸化物ナノシート(GONS)、カーボンナノチューブ(CNT)およびカーボンブラック(CB)の影響を研究した。これは、同じ条件下で調製された10%のフレーク黒鉛を含む伝統的なマグネシア炭素耐火物と比較される。ナノカーボンの存在と、MAにおけるセラミック相のイン・シン・シチュ形成のため。カーボンナノチューブ含有成分は、1000°Cおよび1400°Cでコーキングした後、より高い冷たい破裂率を有し、ナノカーボンの添加は、材料の熱衝撃抵抗を改善する。

AtulVMaldhureらは、マグネシウム・アルミニウム・カーボン耐火物の特性に及ぼすカーボンナノチューブのインサイス合成の効果を研究するために、触媒として硝酸ニッケルを用い、フェノール樹脂をバインダーとして用いた。実験によると、3%の硝酸ニッケルがカーボンナノチューブを形成する熱処理過程でフェノール樹脂の改変や構造の再構成を触媒することができ、カーボンナノチューブのインサイチュ合成はマグネシウム・アルミニウム-カーボン耐火製品の機械的特性を高める。室温での圧縮強度は、800°C、1000°C、1200°C、1400°Cでそれぞれ10.15%、30.75%、41.09%、25.62%増加します。同時に、製品の体積密度が増加し、気孔率が低下し、マグネシウム・アルミニウム・カーボン耐火製品の耐酸化性のさらなる向上をもたらす。

Guo Weiらは、触媒としてフェロセンを用い、フェノール樹脂をバインダーとして使用し、アルミニウム・カーボン耐火物の性能に及ぼすフェロセン添加の効果を研究した。フェロセンの添加は0~2%の範囲であるべきだ、 特に1000°Cで熱処理した後、製品の機械的特性を向上させることが有益であり、フェロセンを添加すると熱処理プロセスでフェノール樹脂が触媒されるため、製品の内部はカーボンナノ材料をその現場に形成し、その場合に形成されたカーボンナノ材料は添加剤Siと反応してβ-SiCersを形成します。を、アルミニウム・カーボン耐火物の強度をさらに向上させる。しかし、触媒の添加はアルミニウム・カーボン耐火物の耐酸化性を変えることができない。

マルチカーボンの文脈では、カーボンナノ材料を直接添加するか、カーボンナノ材料がその場で合成されているかにかかわらず、耐火材料の機械的特性を改善することができます。熱処理後、黒鉛とナノカーボン材料は、難治性材料の機械的特性を共同で改善します。ある抗酸化物質を耐火性製品に添加すると、ナノカーボン材料は、特定の抗酸化特性を有するセラミックウィスカーと相互作用し、耐火性をさらに向上させる可能性が高くなります。靭 性。ナノカーボン材料にはある種の欠陥が存在するため、酸化や構造の変化が起こりやすく、多炭素の背景下で黒鉛を炭素源として完全に置換できないナノカーボン材料が生じ、また、黒鉛を炭素源として部分的に置換する効果は比較的良好である。

しかし、マルチカーボンの背景では、カーボンナノ材料を直接添加した場合、温度上昇に伴うカーボンナノ材料の構造変化機構に関する研究は、特に1400°C以上の温度では、あまり関与していない。酸化雰囲気や還元雰囲気がナノカーボン材料に及ぼす影響など、異なる大気では、上記の研究は対象研究を行っていません。イン・ザ・イン・ザ・成長法によってナノカーボン材料を導入するプロセスは、セラミック相ウィスカーの具体的な反射機構をある程度触媒することができ、さらなる議論が必要である。

グラファイトパウダー用PUDAバルブバッグ包装機:

ねじ袋詰め機

さまざまな粉末粒状材料とバルク運命は0.1-0.5T /m³
軽い炭酸カルシウム、黒と白の炭素、黒鉛、カオリンなど