Pētījumi par nano-oglekļa materiālu, piemēram, grafēna, izmantošanu ugunsizturīgos materiālos - PUDA grafīta iepakošanas mašīna

2 Nano-oglekļa materiālu ietekme uz daudzoglekļa ugunsizturīgajiem materiāliem

Oglekļa avots, kas minēts tradicionālajos oglekli saturošos ugunsizturīgajos sfektoros, galvenokārt ir grafīts. Saskaņā ar grafīta daudzumu tas ir sadalīts daudzoglekļa ugunsizturīgos un zema oglekļa satura ugunsizturīgos. Parasti tiek uzskatīts, ka oglekli saturoši ugunsizturīgie līdzekļi ar grafīta saturu, kas nepārsniedz 8%, kļūst par mazoglekļa ugunsizturīgajiem jiem, un oglekli saturoši ugunsizturīgie līdzekļi, kuru grafīta saturs pārsniedz 8%, kļūst par daudzoglekļa ugunsizturīgiem jiem.

Pētījumi liecina, ka grafīta ieviešana var palielināt ugunsizturīgo produktu termisko triecienizturību un izturību pret koroziju. Tomēr, ja grafīta saturs ir pārāk augsts, ugunsizturīgu produktu oksidācijas pretestība pasliktināsies. Grafīts iedarbosies ar gaisu augstas temperatūras lietošanas laikā. Skābeklis reaģē uz CO un CO2 gāzu ģenerēšanu, kas izraisa ugunsizturīgu izstrādājumu porainības palielināšanos, samazina ugunsizturīgo materiālu izturību pret koroziju un tādējādi samazina ugunsizturīgo materiālu kalpošanas laiku; pārmērīgs ogleklis tērauda ražošanas procesā, Tas palielinās oglekļa saturu izkausētajā tēraudā, kas ir ietekmīgs faktors, kas neveicina zema oglekļa satura tērauda un tīra tērauda ražošanu; oglekļa zuduma procesu pavada liels siltuma zudums, kas neveicina enerģijas taupīšanu un emisiju samazināšanu tērauda ražošanas procesā un palielina tērauda ražošanas izmaksas. . Tomēr, ja grafīta saturs tiek samazināts viens pats, ugunsizturīgo izstrādājumu termiskā triecienizturība un izturība pret koroziju ievērojami samazinās. Tas neveicina ugunsizturīgo īpašību saglabāšanu.

Oglekļa nanocaurules un grafēns oglekļa nanomateriālos pirmo reizi tika atklāti attiecīgi 1991. un 2004. gadā. Savu unikālo īpašību dēļ viņi ir piesaistījuši daudzu zinātnieku uzmanību. Tajā pašā laikā paredzams, ka tie uzlabos mazoglekļa ugunsizturīgo materiālu mehāniskās īpašības. Oglekļa avots. Daudzi zinātnieki ir pētījuši nano-oglekļa materiālu ietekmi uz ugunsizturīgo materiālu īpašībām vairāku oglekļa emisiju kontekstā un ir ieguvuši daudzus rezultātus. Piemēram, Zhu et al. izmantoja oglekļa nanocaurules, lai daļēji vai pilnībā aizstātu pārslu grafītu, un izmantoja to pašu sagatavošanas procesu, lai sagatavotu magnija-oglekļa ugunsizturīgos materiālus. , Un pētīja magnēzija-oglekļa ugunsizturīgo materiālu mikrostruktūras, mehānisko īpašību un termiskā triecienizturības atšķirības ar oglekļa nanocaurules kā oglekļa avotu un pārslu grafītu kā oglekļa avotu. Eksperimenti liecina, ka tad, kad oglekļa nanocaurules tiek izmantotas kā oglekļa avots un aglomerētas 1000 °C un 1400 °C temperatūrā, tām piemīt augstākas mehāniskās īpašības nekā grafīta oglekļa avotiem. Šis rezultāts liecina, ka oglekļa nanocaurules tiek izmantotas kā oglekļa avots, ko pievieno magnēzija-oglekļa ugunsizturīgiem produktiem. Magnēzija-oglekļa ugunsizturīgos produktus var stiprināt un nocietināt. Lai salīdzinātu magnēzija-oglekļa ugunsizturīgo materiālu termisko triecienizturību, tas arī parāda labāku veiktspēju nekā pārslu grafīts. Magnēzija-oglekļa ugunsizturīgo materiālu termiskā triecienizturība ar 5% oglekļa nanocauruļu ir līdzvērtīga magnēzija-oglekļa ugunsizturīgo materiālu pretestībai ar 10% pārslu grafītu.

QinghuWang et al. sagatavoti Al2O3-C ugunsizturīgie līdzekļi, kas satur grafēna oksīda nano loksnes (GONs) ar alumīniju, silīciju un SiO2 kā piedevām. Rezultāti parādīja, ka, salīdzinot ar Al2O3-C ugunsizturīgajiem materiāliem bez GON, Al2O3-C ugunsizturīgie materiāli, kas dobi ar GONs Ir uzlabots materiāla normālas temperatūras plīsuma modulis (CMOR), elastīgais modulis (E), spēka un pārvietošanas līknes un citas mehāniskās īpašības. Šis uzlabojums ir saistīts ar GON stiprināšanas efektu 800 °C temperatūrā un sinerģisko stiprināšanas efektu ar grafīta pārslām un in situ ūsu veidošanos 1000 ~ 1400 °C temperatūrā. 1. tabulā parādīti eksperimenta konkrētie dati.

1. tabula Istabas temperatūras plīsuma modulis un elastīgs modulis ar dažādu daudzumu grafēna oksīda nanoshēmu paraugiem, kas izšauti dažādās temperatūrās

Tianbin Zhu et al. pētīja grafīta oksīda nanolokšņu (GONS), oglekļa nanocauruļu (CNT) un oglekļa melnā (CB) ietekmi uz magnēzija-oglekļa ugunsizturīgo materiālu mikrostruktūras evolūciju, mehāniskajām īpašībām un termomehāniskajām īpašībām. To salīdzina ar tradicionālajiem magnēzija-oglekļa refraktoriem, kas satur 10% grafīta pārslu, kas sagatavoti tādos pašus apstākļos. Sakarā ar nano-oglekļa esamību un in situ veidošanos keramikas fāzē MA. Oglekļa nanocaurules saturošā komponentam ir augstāks aukstā plīsuma modulis pēc koksēšanas 1000 °C un 1400 °C temperatūrā, un nanokarbonāta pievienošana uzlabo materiāla termiskā triecienizturību.

AtulVMaldhure et al. izmantoja niķeļa nitrātu kā katalizatoru un fenola savienojumu kā saistvielu, lai izpētītu oglekļa nanocauruļu in situ sintēzes ietekmi uz magnija-alumīnija-oglekļa ugunsizturīgo materiālu īpašībām. Eksperimenti liecina, ka 3% niķeļa nitrāts var katalizēt fenola savienojumu modifikāciju un strukturālo pārkārtošanu termiskās apstrādes procesā, veidojot oglekļa nanocaurules, un oglekļa nanocauruļu sintēze in situ uzlabo magnija-alumīnija-oglekļa ugunsizturīgo produktu mehāniskās īpašības. Spiedes stiprība istabas temperatūrā 800°C, 1000°C, 1200°C un 1400°C tiek paaugstināta attiecīgi par 10,15%, 30,75%, 41,09%, 25,62%. Tajā pašā laikā palielinās produkta tilpuma blīvums un samazinās porainība, kā rezultātā vēl vairāk uzlabojas magnija-alumīnija-oglekļa ugunsizturīgo produktu oksidācijas pretestība.

Guo Wei et al. izmantoja ferocēnu kā katalizatoru un fenola savienojumu kā saistvielu, lai izpētītu ferocēna pievienošanas ietekmi uz alumīnija-oglekļa ugunsizturīgo materiālu veiktspēju. Eksperiments parādīja, ka ferocēna pievienošanai jābūt robežās no 0 līdz 2%, jo īpaši pēc termiskās apstrādes 1000 °C temperatūrā ir lietderīgi uzlabot produkta mehāniskās īpašības, un tāpēc, ka ferocēna pievienošana katalizē fenola savienojumus termiskās apstrādes procesā, produkta iekšpuse veido oglekļa nanomateriālus in situ, un oglekļa nanomateriāli, kas veidojas in situ, palīdz tai reaģēt ar piedevu Si, veidojot β-SiC ūsas. , kas vēl vairāk uzlabo alumīnija-oglekļa ugunsizturīguma izturību. Tomēr katalizatora pievienošana nevar mainīt alumīnija-oglekļa ugunsizturīgo materiālu oksidācijas pretestību.

Daudzoglekļa kontekstā ugunsizturīgo materiālu mehāniskās īpašības var uzlabot neatkarīgi no tā, vai oglekļa nanomateriāli ir tieši pievienoti vai oglekļa nanomateriāli tiek sintezēti in situ. Pēc termiskās apstrādes grafīts un nano-oglekļa materiāli kopīgi uzlabo ugunsizturīgo materiālu mehāniskās īpašības. Ja ugunsizturīgiem produktiem pievieno noteiktu antioksidantu, nano-oglekļa materiāli, visticamāk, mijiedarbojas ar keramikas ūsām ar noteiktām antioksidantu īpašībām un vēl vairāk uzlabo ugunsizturīgās īpašības. Stingrību. Tā kā nano-oglekļa materiālos ir daži defekti, ir tendence rasties oksidācijai un strukturālām izmaiņām, kā rezultātā nano-oglekļa materiāli nevar pilnībā aizstāt grafītu kā oglekļa avotu uz vairāku oglekļa dioksīda emisiju fona, un grafīta kā oglekļa avota daļēji aizstāšanas ietekme ir salīdzinoši laba.

Tomēr, ņemot vērā daudzoglekļa emisijas, tieši pievienojot oglekļa nanomateriālus, pētījumi par oglekļa nanomateriālu struktūras maiņas mehānismu ar temperatūras paaugstināšanos joprojām ir neskaidri, jo īpaši temperatūrā virs 1400 °C, pētījumi nav pārāk iesaistīti. Dažādās atmosfērās, piemēram, oksidējošās atmosfēras ietekmē un atmosfēras samazināšanā uz nano-oglekļa materiāliem, iepriekš minētie pētījumi nav veikti mērķtiecīgi pētījumi. Nano-oglekļa materiālu ieviešanas process ar in situ augšanas metodi zināmā mērā var katalizēt keramikas fāzes ūsu betona atstarošanas mehānismu, un par to ir jāturpina diskusijas.

PUDA vārstu maisu iepakošanas mašīna grafīta pulverim:

skrūvju maisīšanas mašīna

dažādi pulverveida materiāli un beztaras liktenis ir 0,1-0,5 T/m³
piemēram, vieglais kalcija karbonāts, melnais un baltais ogleklis, grafīts un kaolīns utt.