[00826819]低成本高性能非氧化物复合耐火材料制备技术

该项目属于无机非金属材料学科，其技术领域为新型耐火材料。非氧化物(包括硼化物、氮化物、碳化物)陶瓷因具有优良的抗热震性、耐磨性、抗熔融金属侵蚀性等优点成为广泛关注的研究领域，将其引入耐火材料制备更能适应冶炼新技术需要的新型耐火材料已经引起广泛兴趣并取得了良好的效果。但非氧化物陶瓷的生产均存在成本高、工艺过程复杂等缺点，限制了非氧化物陶瓷在耐火材料中的推广应用。该项目研究思路和主要工作体现在两大方面：(1)预合成非氧化物及其复合耐火材料制备技术。采有金属热还原法预合成了氧化物/Ti(C，N)复合粉体，其可以直接作为制备复合耐火材料的原料。该预合成复合粉体材料的应用，一方面避免了制备纯非氧化物材料过程中复杂的分离提纯工艺，有效地降低了采用直接引入纯非氧化物制备复合耐火材料的生产成本；另一方面预合成的复合粉体中氧化物与非氧化物界面结合程度高，两相之间的相容性好，作为制备复合耐火材料的原料，在引入非氧化物的同时也有效地改善了氧化物和非氧化物的界面性能，使材料显微结构更为致密。在连铸用高性能功能耐火材料滑板、塞棒等产品中进行了该技术的应用研究，通过现场使用表明材料的整体性能得到较大改善，成果得到迅速转化。(2)在生产或使用过程中原位制备高性能非氧化物复合耐火材料。在耐火材料制备与使用过程中采用原位合成技术制备了非氧化物陶瓷(钛、硅非氧化物)/氧化物复合耐火材料，该技术制备工艺简单、成本低，能在较低合成温度下获得致密材料，且材料内部界面结合强度高，为制备高性能非氧化物/氧化物复合耐火材料提供一种低成本的方法。将该技术应用到炼铁用耐火材料制备中，成功制备了Sialon复合铁沟浇注料、Ti(C，N)复合高炉炭砖等产品，使用效果明显，产品得以大规模生产和使用。该项目在国家科技攻关项目、国家自然科学基金、教育部新世纪优秀人才支持计划、教育部重点项目、湖北省自然科学基金、武汉科技局重点项目等项目支持下，进行了基础研究、自主研发和应用推广工作，取得了一系列具有自主知识产权的技术成果，在耐火材料领域处于国际领先地位，研究成果申请国家发明专利12项，获授权4项，发表学术论文50余篇，其成果在湖北、河南、山东、江苏、江西、贵州等地耐火企业进行了转化和大规模生产，产品已成功地在武钢、湘钢、柳钢、安钢、新余钢铁公司等企业进行了应用，取得良好的效果，为钢铁冶金用先进耐火材料发展研究作出了贡献。