新型耐火材料中的理论与应用研究

新型耐火材料中的理论与应用研究

发布：2008-6-1 10:37:28　来源：科技在线　[字体：大中小]

【　记录编号　】 368002

【　记录类型　】文摘

【　限制使用　】国内

【项目年度编号】 0601681193

【　成果名称　】新型耐火材料中的理论与应用研究

【　省　　市　】北京

【　分类号　】 TQ175.1 TF065.1

【　关键词　】耐火材料热力学特性宏观组织微观结构抗氧化抗金属液炉渣侵蚀结构设计冶金炉材料

【　成果简介　】

　　该项目课题包括：国家“九五”攻关，“特种耐火材料研制”，编号：96-522-01-20，国家自然科学基金，“氧化物非氧化物复合材料非线性物理模拟”，编号：59474020，“拟抛物面规则在研究新型耐火材料中的应用”，编号：59674028，“高炉渣碳热还原氮化合成α-β-Sialon-SiC复合耐火材料”，编号：59872002等以及部分厂协合作研究开发课题。所属科学技术领域：冶金物理化学、耐火材料。适用范围：冶金、轻工、建材、石油、化工以及高新技术陶瓷类。主要研究内容及解决的技术问题、特点、创新点等：用新型热力学几何模型预报、并评估了Al-O-N、Si-Al-O-N、Mg-Al-O-N、Ti-Al-O-N、Si-Al-O-N-Ca、Si-Al-O-N-Y、Si-Al-O-N-B、Si-Al-O-N-Mo、Si-Al-O-N-Ta、Zr-Ca-O-N-B等多元体系的热力学数据，初步建立了网络数据库；对三类17种耐火材料进行了化学设计，并合成了上述材料；建立了PR-ANN-GA网络优化数据库框架，编制了部分优化程序模块，并用模式识别、人工神经网络等优化了工艺，预报了适宜的工艺参数，获得了性能优异的各类耐火材料；用物理化学理论及分形几何等研究了材料抗氧化、抗金属液和炉渣侵蚀的反应机理，并对侵蚀过程进行了非线性物理模拟；用近代物理和近代化学等方法研究了材料宏观组织与微观结构的关系，为结构设计奠定了基础。合成了的3类(氧氮化物类、梯度功能材料类、氧化物与非氧化物复合材料类)17种耐火材料(1)β"-SiAlON-SiC；2)β"-SiAlON-15R；3)β"-SiAlON-Al<,2>O<,3>；4)O"-SiAlON-ZrO<,2>；5)O"-SiAlON-ZrO<,2>-BN；6) O"-SiAlON-ZrO<,2>-SiC；7)O"-SiAlON-ZrB<,2>，8)Ca-α-SiAlON-SiC；9)Y-α-SiAlON；10)MgAlON；11) TiAlON-TiN；12)ZCM-BN；13)CaZrO<,3>-BN；14)TiC-Al2O3-ZrO<,2>；15)Mo/β"-SiAlON；16)Ta/β"-SiAlON；17)Ti/ZrO<,2>)。此类耐火材料的特点是不含碳，适用于洁净钢和超纯净钢的冶炼工艺和有色冶金工艺；所研制的部分氧氮化物耐火材料已在山东博山东方冶金炉料有限公司和郑州华宇耐火材料集团公司等单位推广应用，获得了很好的性能和实际经济效果(见附件)。该课题组发表的相关论文被国内外引用76次，Kanren等人在国际期刊上多次引用本课题组的Si<,3>N<,4>粉的合成及其晶型转变的研究结果；郭景坤院士等引用了该课题组的水口材料及高技术陶瓷的研究；李正邦院士等多次引用了相关的热力学数据；MaZT等在国外期刊引用了热力学模型及其计算研究；可用于冶金耐火材料的论文被我国炼铁专家之一杜鹤桂教授以及洛耐院院长李红霞等31人引用(见引文附件)；上海宝钢已根据课题组发表的论文研制并应用了O"-Sialon-ZrO<,2>浸入式水口。

【　成果类别　】应用技术

【　成果密级　】非密

【　获奖情况　】 2002年度北京市科学技术进步奖二等奖

【应用行业码】 316 752

【应用行业名称】耐火材料制品制造工程和技术研究与试验发展

【　登记号　】 2002工-2-023

【工作起止时间】 19940100-20011231

【　完成单位　】北京科技大学

【　完成人　】李文超；王习东；王福明；徐利华；包宏；唐清；滕立东

【联系单位名称】北京科技大学

【　联系地址　】北京市海淀区学院路30号

【　邮政编码　】 100083