為了探尋微晶石墨替代鱗片石墨在含碳耐火材料中應用的可行性，以燒結板狀剛玉、鱗片石墨
、微晶石墨
、Si 粉、SiO2粉和α-Al2O3粉為原料
，以熱固性酚醛樹脂為結合劑混合均勻後，在150 MPa 壓力下壓製成25mm×25 mm×140mm 的長條試樣，經220℃保溫24 h 後製備不燒Al2O3－C 試樣。研究了微晶石墨加入質量分數分別為0、2%、4% 和6% 對不燒Al2O3－C 耐火材料性能的影響。結果表明: suizheweijingshimojiaruliangdezengjia，shiyangdetijimidulveyoushenggao
，changwenkangzheqiangduhenaiyaqiangdushaoyoutigao，gaowenkangzheqiangduyousuozengjia，kangrezhenxingshaoyoutigao，kangzhaqinshixingyousuoxiajiang。

　　石墨材料的製備也是礦物和材料領域的研究熱點之一，其原料包括無煙煤、石shi油you焦jiao和he微wei晶jing石shi墨mo等deng。其qi中zhong

，微wei晶jing石shi墨mo是shi一yi種zhong具ju有you潛qian在zai用yong途tu的de資zi源yuan。雖sui然ran微wei晶jing石shi墨mo晶jing粒li尺chi寸cun小xiao，有you晶jing格ge缺que陷xian，抗kang氧yang化hua性xing能neng弱ruo於yu鱗lin片pian石shi墨mo
，但dan在zai各ge向xiang同tong性xing、反應活性和某些力學性能等方麵優於鱗片石墨。因此，微晶石墨的開發與利用成為近年來本領域的研究熱點。

　　由(you)於(yu)連(lian)鑄(zhu)技(ji)術(shu)的(de)廣(guang)泛(fan)應(ying)用(yong)，使(shi)得(de)鋼(gang)水(shui)溫(wen)度(du)提(ti)高(gao)，鋼(gang)水(shui)停(ting)留(liu)時(shi)間(jian)延(yan)長(chang)以(yi)及(ji)鋼(gang)水(shui)攪(jiao)拌(ban)激(ji)烈(lie)，這(zhe)些(xie)都(dou)要(yao)求(qiu)耐(nai)火(huo)材(cai)料(liao)具(ju)有(you)較(jiao)高(gao)的(de)高(gao)溫(wen)強(qiang)度(du)以(yi)及(ji)良(liang)好(hao)的(de)抗(kang)熱(re)震(zhen)性(xing)、抗鋼水衝刷和抗侵蝕等性能。為滿足連鑄工業的技術要求，從20 世紀70 年代開始
，人們將石墨等碳材料引入到耐火材料中，形成氧化物－碳(tan)複(fu)合(he)材(cai)料(liao)。最(zui)為(wei)常(chang)見(jian)的(de)就(jiu)是(shi)鋁(lv)碳(tan)耐(nai)火(huo)材(cai)料(liao)，被(bei)廣(guang)泛(fan)應(ying)用(yong)於(yu)連(lian)鑄(zhu)和(he)滑(hua)板(ban)用(yong)耐(nai)火(huo)材(cai)料(liao)。後(hou)來(lai)，為(wei)了(le)提(ti)高(gao)鋁(lv)碳(tan)耐(nai)火(huo)材(cai)料(liao)的(de)性(xing)能(neng)並(bing)延(yan)長(chang)其(qi)使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming)，人(ren)們(men)在(zai)碳(tan)源(yuan)、添加劑、碳纖維等對含碳耐火材料性能的影響方麵做了很多研究。

　　傳(chuan)統(tong)含(han)碳(tan)耐(nai)火(huo)材(cai)料(liao)中(zhong)的(de)石(shi)墨(mo)基(ji)本(ben)都(dou)采(cai)用(yong)鱗(lin)片(pian)石(shi)墨(mo)。隨(sui)著(zhe)優(you)質(zhi)鱗(lin)片(pian)石(shi)墨(mo)的(de)日(ri)漸(jian)匱(kui)乏(fa)，探(tan)尋(xun)微(wei)晶(jing)石(shi)墨(mo)在(zai)含(han)碳(tan)材(cai)料(liao)中(zhong)應(ying)用(yong)的(de)可(ke)能(neng)性(xing)也(ye)就(jiu)顯(xian)得(de)日(ri)趨(qu)重(zhong)要(yao)。這(zhe)不(bu)僅(jin)可(ke)以(yi)拓(tuo)寬(kuan)微(wei)晶(jing)石(shi)墨(mo)的(de)應(ying)用(yong)領(ling)域(yu)，獲(huo)得(de)較(jiao)好(hao)的(de)經(jing)濟(ji)效(xiao)益(yi)
，而(er)且(qie)還(hai)可(ke)以(yi)保(bao)護(hu)鱗(lin)片(pian)石(shi)墨(mo)的(de)開(kai)采(cai)。在(zai)本(ben)工(gong)作(zuo)中(zhong)
，嚐(chang)試(shi)在(zai)鋁(lv)碳(tan)材(cai)料(liao)中(zhong)引(yin)入(ru)微(wei)晶(jing)石(shi)墨(mo)，研(yan)究(jiu)了(le)微(wei)晶(jing)石(shi)墨(mo)替(ti)代(dai)鱗(lin)片(pian)石(shi)墨(mo)後(hou)對(dui)材(cai)料(liao)性(xing)能(neng)的(de)影(ying)響(xiang)。

　　試驗

　　試驗所用主要原料:板狀剛玉( 3 ～ 1、1 ～ 0.5


、0.5 ～ 0.088、≤0.088 mm) ，Si 粉( ≤0.088 mm) 
，鱗片石墨( ≤0.154 mm) ，郴州微晶石墨( ≤0.154 mm) ，α-Al2O3粉( ≤0.088 mm) ，SiO2粉( ≤0.088 mm) 。原料化學組成見表1，兩種石墨的化學組成見表2。

　　鱗片石墨呈片狀，晶體表麵光滑，晶粒尺寸約50μm； 而微晶石墨呈粒狀，它的顆粒由許多隨機取向的微小晶體聚集而成，晶粒尺寸小，約227nm
，jinglibiaomiancucao，jingliquexianda。yinci
，tuiceweijingshimodefanyinghuoxingbilinpianshimodegao

，gexiangtongxingbilinpianshimodehao，yongzaihantannaihuocailiaozhongnenggaishannaihuocailiaodemouxiexingneng。

　　製樣及性能測試

　　按照表3 配料。將配好的物料以熱固性酚醛樹脂為結合劑
，用愛立許攪拌機混6min，然後將混均勻的原料在液壓機上以150 MPa 的壓力成型為25 mm × 25 mm × 140 mm 的長條狀試樣，於220 ℃固化24 h 後備用。

　　按照GB /T 2997—2000 檢測試樣的體積密度和顯氣孔率； 按照GB /T 3001—2007 對試樣進行常溫抗折強度測試
； 按照GB /T 5072—2008 對試樣進行常溫耐壓強度檢測；按照GB /T 3002—2004 檢測試樣的高溫抗折強度(1400 ℃埋碳保溫0.5 h) 
； 在1100 ℃( 空氣氣氛) 下利用水淬冷法測試試樣經3 次熱震後的殘餘抗折強度，以強度保持率表征抗熱震性； 采用動態感應爐法來評測試樣的抗渣性: 將在220 ℃固化24 h 後的長條狀試樣固定在模具裏，然後向模具裏倒入剛玉－ 尖晶石澆注料，經振動成型為一個圓柱形坩堝，這樣，長條試樣就固定在坩堝壁上，其截麵圖如圖1所示，然後裝入感應熔煉爐。將6 kg 普通鋼放入坩堝中並加熱至鋼完全熔化，加入200 g 左右的鋼包渣( 化學組成如表4 所示) ，待鋼塊與熔渣完全熔融，於1600 ℃保溫30 min 停爐冷卻至室溫，之後用掃描電鏡觀察侵蝕後試樣的顯微結構，並結合EDS 對侵蝕後試樣的微區經行分析，用Image－Pro Plus 6.0 統計滲透層中渣區域百分比，用Factsage 軟件分析侵蝕後試樣滲透層中渣的黏度。

　　結果與討論

　　從圖3 可以看出
，當試樣不加微晶石墨時
，試樣的顯氣孔率為21%
，體積密度為2.71g·cm － 3
；隨著微晶石墨加入量的增加
，試樣的顯氣孔率稍有下降，體積密度略有提高。當試樣中的微晶石墨加入量為6%(w) 時


，試樣的顯氣孔率為18.7%，體積密度為2.85 g·cm -3。當不加微晶石墨時，試樣的抗折強度為2 MPa
，耐壓強度為14 MPa

，隨著微晶石墨加入量的增加

，試樣的抗折強度和耐壓強度有所提高，當微晶石墨加入量為6%( w) 時，試樣的抗折強度為4 MPa，耐壓強度為33MPa。這是因為微晶石墨的晶粒尺寸小，晶粒表麵粗糙
，在成型時能更好地填充在試樣骨料之間的空隙中且不易滑動。

　　高溫性能:

　　高溫抗折強度：在1400℃埋碳保溫0.5h條件下， 隨著微晶石墨加入量的增加，試樣的高溫抗折強度呈上升趨勢。當試樣不加微晶石墨時，試樣的高溫抗折強度為5 MPa，當試樣中的微晶石墨加入量為6%(w) 時
，試樣的高溫抗折強度為7 MPa。這得益於一方麵微晶石墨呈粒狀，表麵粗糙，成型後微晶石墨能更好地填充在試樣的空隙中且不易滑動；另一方麵
，可能是微晶石墨的晶粒小
，晶粒缺陷多，表現出較大的活性
，在高溫下更容易與試樣中的Si 反應形成SiC，從而提高試樣的高溫力學性能。

　　抗熱震性：1100℃水冷3cirezhenhoudetiaojianxia，suizheweijingshimojiaruliangdezengjia，shiyangdeqiangdubaochilvchengshangshengqushi
，cailiaodekangrezhenxingyousuotigao。dangshiyangzhongdeweijingshimojiaruliangwei0 時，試樣的殘餘抗折強度為0.4 MPa
，強度保持率為20%； 當試樣中的微晶石墨加入量為6%( w) 時，試樣的殘餘抗折強度為1.4 MPa，強度保持率為35%。這是因為鱗片石墨易發生擇優取向，使得材料平行於成型壓力方向和垂直於成型壓力方向的熱膨脹係數、熱(re)導(dao)率(lv)等(deng)產(chan)生(sheng)顯(xian)著(zhu)差(cha)異(yi)，從(cong)而(er)表(biao)現(xian)出(chu)各(ge)向(xiang)異(yi)性(xing)，而(er)微(wei)晶(jing)石(shi)墨(mo)顆(ke)粒(li)是(shi)由(you)許(xu)多(duo)隨(sui)機(ji)取(qu)向(xiang)的(de)微(wei)小(xiao)晶(jing)體(ti)聚(ju)集(ji)而(er)成(cheng)，表(biao)現(xian)出(chu)各(ge)向(xiang)同(tong)性(xing)，當(dang)試(shi)樣(yang)中(zhong)引(yin)入(ru)微(wei)晶(jing)石(shi)墨(mo)後(hou)，鱗(lin)片(pian)石(shi)墨(mo)的(de)這(zhe)種(zhong)擇(ze)優(you)取(qu)向(xiang)得(de)到(dao)明(ming)顯(xian)改(gai)善(shan)，從(cong)而(er)提(ti)高(gao)了(le)材(cai)料(liao)的(de)抗(kang)熱(re)震(zhen)性(xing)。

　　抗渣性：試樣A3的侵蝕缺口較大。經測量、計算得出: 試樣A0 的侵蝕指數為9.51%，滲透指數為7.39%；試樣A3 的侵蝕指數為14.69%
，滲透指數為10.82%。說明試樣A3的抗渣性較差。

　　試樣A0 和試樣A3 經1600 ℃試樣A0 基質中渣的麵域百分比約為6.8%，試樣A3 基質中渣的麵域百分比約為8.2%。根據表5 各點EDS 分析結果
，用Factsage 軟件算得試樣A0 基質中渣的平均黏度為0.66 Pa·s，試樣A3 基質中渣的平均黏度為0.54 Pa·s。這是因為在侵蝕試驗過程中
，隨著溫度升高，試樣中C 會被氧化形成微孔
，而微晶石墨的抗氧化性比鱗片石墨差，使得試樣A3中形成的微孔要比試樣A0的多，導致試樣A3 的結構較為疏鬆
，加速了渣向試樣A3 中的侵蝕，使得更多的渣滲透到試樣內部。另外
，微晶石墨中雜質含量較多，高溫下這些雜質會與試樣反應
，使試樣侵蝕程度加深。

　　結論

　　微晶石墨晶粒尺寸小，晶粒表麵粗糙，易成型
，隨著微晶石墨含量的增加，試樣的體積密度和常溫強度有所提高。

　　微晶石墨晶粒小，晶體缺陷多
，表現出較大的活性，高溫下易與Si 反應生成SiC，提高了試樣的高溫抗折強度。

　　微晶石墨的各向同性比鱗片石墨好
，微晶石墨的加入提高了試樣的抗熱震性。

　　相比鱗片石墨
，微晶石墨抗氧化性差且雜質含量較多，微晶石墨的加入降低了試樣的抗渣性。