Nghiên cứu ứng dụng vật liệu carbon nano như graphene trong vật liệu chịu lửa - Máy đóng gói than chì PUDA

2 Ảnh hưởng của vật liệu carbon nano đối với vật liệu chịu lửa đa carbon

Nguồn cacbon được trích dẫn trong vật liệu chịu lửa chứa cacbon truyền thống chủ yếu là than chì. Theo lượng than chì, nó được chia thành vật liệu chịu lửa đa carbon và vật liệu chịu lửa carbon thấp. Người ta thường tin rằng vật liệu chịu lửa chứa cacbon có hàm lượng graphit không cao hơn 8% trở thành vật liệu chịu lửa cacbon thấp và vật liệu chịu lửa chứa cacbon có hàm lượng graphit cao hơn 8% trở thành vật liệu chịu lửa đa cacbon.

Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng sự ra đời của than chì có thể làm tăng khả năng chống sốc nhiệt và chống ăn mòn của các sản phẩm chịu lửa. Tuy nhiên, nếu hàm lượng than chì quá cao, khả năng chống oxy hóa của các sản phẩm chịu lửa sẽ trở nên kém hơn. Graphit sẽ tương tác với không khí trong quá trình sử dụng ở nhiệt độ cao. Oxy phản ứng tạo ra khí CO và CO2, làm tăng độ xốp của vật liệu chịu lửa, làm giảm khả năng chống ăn mòn của vật liệu chịu lửa, do đó làm giảm tuổi thọ của vật liệu chịu lửa; quá nhiều cacbon trong quá trình luyện thép, Nó sẽ làm tăng hàm lượng cacbon trong thép nóng chảy, đây là một yếu tố ảnh hưởng không có lợi cho việc sản xuất thép cacbon thấp và thép sạch; Quá trình thất thoát cacbon đi kèm với một lượng lớn nhiệt thất thoát, không có lợi cho việc tiết kiệm năng lượng và giảm phát thải trong quá trình luyện thép, đồng thời làm tăng chi phí sản xuất của quá trình luyện thép. . Tuy nhiên, nếu chỉ giảm hàm lượng graphit thì khả năng chống sốc nhiệt và chống ăn mòn của các sản phẩm chịu lửa sẽ giảm đi rất nhiều. Nó không có lợi cho việc bảo tồn các đặc tính chịu lửa.

Các ống nano cacbon và graphene trong vật liệu nano cacbon lần lượt được phát hiện vào năm 1991 và 2004. Bởi vì những đặc tính độc đáo của chúng, chúng đã thu hút sự chú ý của nhiều học giả. Đồng thời, chúng được kỳ vọng sẽ cải thiện các tính chất cơ học của vật liệu chịu lửa cacbon thấp. Nguồn cacbon. Nhiều học giả đã nghiên cứu ảnh hưởng của vật liệu nano-carbon đến tính chất của vật liệu chịu lửa trong điều kiện đa carbon, và đã thu được nhiều kết quả. Ví dụ, Zhu et al. đã sử dụng các ống nano cacbon để thay thế một phần hoặc hoàn toàn graphit vảy và sử dụng quy trình chuẩn bị tương tự để điều chế vật liệu chịu lửa magie-cacbon. Và đã nghiên cứu sự khác biệt về cấu trúc vi mô, tính chất cơ học và khả năng chống sốc nhiệt của vật liệu chịu lửa magie-cacbon với ống nano cacbon làm nguồn cacbon và graphit vảy làm nguồn cacbon. Các thí nghiệm cho thấy rằng khi các ống nano cacbon được sử dụng làm nguồn cacbon và thiêu kết ở 1000 ° C và 1400 ° C, chúng thể hiện các tính chất cơ học cao hơn so với nguồn cacbon graphit. Kết quả này cho thấy rằng các ống nano carbon được sử dụng như một nguồn carbon để thêm vào các sản phẩm chịu lửa magie-carbon. Các sản phẩm chịu lửa magie-cacbon có thể được tăng cường và cường lực. Để so sánh về khả năng chống sốc nhiệt của vật liệu chịu lửa magie-cacbon, nó cũng cho thấy hiệu suất tốt hơn so với than chì dạng vảy. Khả năng chống sốc nhiệt của vật liệu chịu lửa magie-carbon với 5% ống nano carbon tương đương với vật liệu chịu lửa magie-carbon với 10% graphit vảy.

QinghuWang và cộng sự. đã điều chế vật liệu chịu lửa Al2O3-C có chứa các tấm nano oxit graphene (GONs) với nhôm, silic và SiO2 làm chất phụ gia. Kết quả cho thấy so với vật liệu chịu lửa Al2O3-C không có GON, vật liệu chịu lửa Al2O3-C có pha tạp chất GON. Vật liệu' mô đun nhiệt độ bình thường của sự đứt gãy (CMOR), mô-đun uốn (E), đường cong lực và chuyển vị và các tính chất cơ học khác đã được cải thiện. Sự cải thiện này được cho là do hiệu ứng tăng cường của GON ở 800 ℃ và hiệu ứng tăng cường hiệp đồng với các mảnh than chì và sự hình thành râu tại chỗ ở 1000 ~ 1400 ℃. Bảng 1 cho thấy dữ liệu cụ thể của thí nghiệm.

Bảng 1 Mô đun đứt gãy ở nhiệt độ phòng và mô đun uốn của các lượng mẫu nano graphene oxit khác nhau được nung ở các nhiệt độ khác nhau

Tianbin Zhu và cộng sự. đã nghiên cứu ảnh hưởng của các tấm nano oxit graphit (GONS), ống nano cacbon (CNT) và cacbon đen (CB) lên sự tiến hóa cấu trúc vi mô, tính chất cơ học và đặc tính cơ nhiệt của vật liệu chịu lửa magie-cacbon. Nó được so sánh với vật liệu chịu lửa magie-cacbon truyền thống chứa 10% than chì vảy được điều chế trong cùng điều kiện. Vì sự tồn tại của nano-carbon và sự hình thành tại chỗ của pha gốm trong MA. Thành phần chứa ống nano carbon có mô-đun đứt gãy lạnh cao hơn sau khi luyện cốc ở 1000 ° C và 1400 ° C, và việc bổ sung nanocarbon cải thiện khả năng chống sốc nhiệt của vật liệu.

AtulVMaldhure và cộng sự. đã sử dụng niken nitrat làm chất xúc tác và nhựa phenolic làm chất kết dính để nghiên cứu ảnh hưởng của quá trình tổng hợp tại chỗ của ống nano cacbon đến các tính chất của vật liệu chịu lửa magie-nhôm-cacbon. Các thí nghiệm cho thấy 3% niken nitrat có thể xúc tác quá trình biến đổi và sắp xếp lại cấu trúc của nhựa phenolic trong quá trình xử lý nhiệt để tạo thành ống nano cacbon, và quá trình tổng hợp tại chỗ của ống nano cacbon giúp tăng cường tính chất cơ học của sản phẩm chịu lửa magie-nhôm-cacbon. Cường độ nén ở nhiệt độ phòng 800 ℃, 1000 ℃, 1200 ℃ và 1400 ℃ lần lượt tăng lên 10,15%, 30,75%, 41,09%, 25,62%. Đồng thời, mật độ thể tích của sản phẩm tăng lên và độ xốp giảm, dẫn đến cải thiện hơn nữa khả năng chống ôxy hóa của các sản phẩm chịu lửa magiê-nhôm-cacbon.

Guo Wei và cộng sự. đã sử dụng ferrocene làm chất xúc tác và nhựa phenolic làm chất kết dính để nghiên cứu ảnh hưởng của việc bổ sung ferrocene lên hiệu suất của vật liệu chịu lửa nhôm-carbon. Thí nghiệm cho thấy rằng việc bổ sung ferrocene nên nằm trong khoảng 0-2%, đặc biệt là Sau khi xử lý nhiệt ở 1000 ° C, có lợi cho việc cải thiện cơ tính của sản phẩm, và vì việc bổ sung ferrocene xúc tác cho nhựa phenolic. trong quá trình xử lý nhiệt, bên trong sản phẩm tạo thành vật liệu nano cacbon tại chỗ, và vật liệu nano cacbon được hình thành tại chỗ giúp Nó phản ứng với phụ gia Si để tạo thành râu β-SiC, giúp cải thiện thêm độ bền của vật liệu chịu lửa nhôm-cacbon. Tuy nhiên, việc bổ sung chất xúc tác không thể thay đổi khả năng chống oxy hóa của vật liệu chịu lửa nhôm-cacbon.

Trong điều kiện đa cacbon, các đặc tính cơ học của vật liệu chịu lửa có thể được cải thiện cho dù vật liệu nano cacbon được thêm trực tiếp vào hay vật liệu nano cacbon được tổng hợp tại chỗ. Sau khi xử lý nhiệt, vật liệu than chì và carbon nano cùng nhau cải thiện các tính chất cơ học của vật liệu chịu lửa. Khi một chất chống oxy hóa nhất định được thêm vào các sản phẩm chịu lửa, vật liệu carbon nano có nhiều khả năng tương tác với râu gốm với các đặc tính chống oxy hóa nhất định, và cải thiện hơn nữa các đặc tính chịu lửa. độ dẻo dai. Do tồn tại một số khuyết tật nhất định trong vật liệu carbon nano, quá trình oxy hóa và thay đổi cấu trúc dễ xảy ra, dẫn đến vật liệu carbon nano không thể thay thế hoàn toàn graphite như một nguồn carbon dưới nền đa carbon, và tác dụng thay thế một phần than chì như một nguồn cacbon tương đối tốt.

Tuy nhiên, dưới nền tảng của đa cacbon, khi các vật liệu nano cacbon được bổ sung trực tiếp, nghiên cứu về cơ chế thay đổi cấu trúc của vật liệu nano cacbon theo sự gia tăng nhiệt độ vẫn còn mù mờ, đặc biệt là ở nhiệt độ trên 1400 ℃, các nghiên cứu vẫn chưa được thực hiện. tham gia quá nhiều. Trong các bầu khí quyển khác nhau, chẳng hạn như ảnh hưởng của khí quyển oxy hóa và giảm khí quyển đối với vật liệu carbon nano, nghiên cứu nói trên đã không thực hiện nghiên cứu mục tiêu. Quá trình đưa vật liệu carbon nano bằng phương pháp tăng trưởng tại chỗ có thể xúc tác cơ chế phản xạ bê tông của râu pha gốm ở một mức độ nhất định, và nó cần được thảo luận thêm.

Máy đóng gói túi van PUDA cho bột than chì:

máy đóng bao trục vít

vật liệu dạng hạt bột khác nhau và số lượng lớn là 0,1-0,5T / m³
chẳng hạn như canxi cacbonat nhẹ, cacbon đen và trắng, than chì và cao lanh, v.v.