SiC的粒度對焦?fàn)t硅磚性能的影響

　　SiC具有高導(dǎo)熱系數(shù)(490W/(m·K))，高耐磨性，高硬度等優(yōu)良性能，本文欲將SiC引入焦?fàn)t硅磚中，研究SiC粒度對硅磚性能的影響。

　　SiC加入量的情況下，加入粒度為≤0.088mm的SiC時，試樣的體積密度較大，顯氣孔率較小。分析認(rèn)為，小粒度的SiC細(xì)粉加入試樣中，分散于基質(zhì)中，提高試樣在燒結(jié)過程中的活性，1430℃與SiO2形成固相燒結(jié)，提高了試樣的體積密度，降低了試樣的顯氣孔率。而大顆粒的SiC表面有一層氧化膜，不易與SiO2燒結(jié)，在試樣內(nèi)部結(jié)合差，試樣內(nèi)部存在不連續(xù)相，導(dǎo)致試樣內(nèi)部氣孔較多，體積密度差。

　　隨著加入SiC的粒度降低，試樣的常溫耐壓強度逐漸增加。SiC加入粒度為≤0.088mm時，試樣的常溫耐壓強度為40Mpa。由于SiC細(xì)粉多處于骨料和細(xì)顆粒堆積的縫隙中，其在轉(zhuǎn)變時產(chǎn)生的膨脹對坯體的影響不大，而在高溫條件下礦化劑輔助燒結(jié)，使SiC細(xì)粉與SiO2發(fā)生固相燒結(jié)，可使焦?fàn)t硅磚的燒結(jié)能力大大加強，提高了試樣的常溫耐壓強度。

　　通過與標(biāo)準(zhǔn)PDF卡片對比分析試樣中存在的物相，結(jié)果表明：加入粒度為≤0.088mmSiC的3#試樣2θ=26.6°處殘余石英特征峰峰高值較小，2θ=20.8°處鱗石英的特征峰峰高值較大。通過HighscorePlus軟件，對每組XRD圖譜擬合半定量分析，加入粒度為≤0.088mm的SiC硅磚試樣燒結(jié)后試樣的殘余石英含量更低，鱗石英含量較高，這說明加入≤0.088mm粒度SiC的試樣固相燒結(jié)較好，鱗石英轉(zhuǎn)化量多。

　　加入粒度為≤0.088mm的SiC硅磚試樣的導(dǎo)熱系數(shù)較高，分析認(rèn)為：引入的小粒度SiC分布于試樣基質(zhì)間，與SiO2形成固相燒結(jié)。而大顆粒的SiC表面有一層氧化膜，不易與SiO2燒結(jié)，在焦?fàn)t硅磚試樣內(nèi)部結(jié)合差，試樣內(nèi)部存在不連續(xù)相，導(dǎo)致試樣內(nèi)部氣孔較多，降低試樣的導(dǎo)熱系數(shù)。

　　將實驗用試樣切成30mm×30mm×20mm的小樣，煮膠、研磨后，制備顯微結(jié)構(gòu)觀察試樣，進(jìn)行顯微結(jié)構(gòu)分析。可以觀察到：當(dāng)加入3~1mm粒度的SiC后，試樣不易燒結(jié)，在制樣過程中出現(xiàn)顆粒脫落的現(xiàn)象，試樣氣孔較大且不均勻;加入1~0mm粒度SiC的2#試樣結(jié)構(gòu)松散，制樣過程中同樣出現(xiàn)試樣內(nèi)部顆粒脫落的現(xiàn)象，說明SiC不易燒結(jié)，試樣內(nèi)部裂紋較大，氣孔較多;當(dāng)加入≤0.088mm粒度的SiC后，試樣的氣孔明顯要小于其他兩組，并且試樣的氣孔比較均勻，試樣內(nèi)部結(jié)構(gòu)致密，基質(zhì)與骨料間結(jié)合較好，并基質(zhì)與骨料間有許多灰白色的玻璃相，并存在小顆粒的SiC。

　　綜上所述：引入粒度為≤0.088mmSiC加入硅磚試樣中效果較好，試樣的體積密度相對較高，氣孔率較低，常溫耐壓強度較高，試樣導(dǎo)熱性能較高。