石墨表面改性对 MgO?C 耐火材料抗氧化性能的改善

镁碳砖由于碳存在使其有良好的抗侵蚀和抗热震性，而被广泛用于炼钢生产。然而使用过程中，高温下由于砖内的碳氧化并形成脱碳层，加之氧化镁与石墨的热膨胀率相差悬殊，导致组织结构疏松，强度降低，再经熔渣侵蚀、机械冲刷等作用，砖中的氧化镁颗粒逐渐被熔蚀，逐层脱落，从而造成镁碳砖的损毁。对于镁碳砖来说，所有优越性能都是在碳存在下获得，因此，保护碳的氧化成为提高镁碳砖性能的关键措施之一，因此在生产过程中加入一些抗氧化剂用来保护碳的氧化，由于氧化剂在使用过程中有比较大的体积膨胀性，价格也比较高，并且由于气孔的存在及非均质的混合，氧化剂也不能完全起到较好的作用，然而对石墨进行表面改性化，结合抗氧化剂的使用能够比较好的提高镁碳砖的抗氧化性能，石墨常作为传统MgO?C 耐火材料的碳源，石墨在经酸化剂改性后，可在表面产生负电荷，从而增强抗氧化剂铝相的涂覆率。从弥散度和氧化性能方面对改性后的石墨与天然石墨进行了比较。首先，将经过和未经过表面改性的石墨颗粒分别添加至酸化剂Al(NO₃)₃悬浮液中，并在室温下过滤，得到改性后的石墨。试验表明：改性后的石墨较天然石墨具有更好的弥散性，其Al相涂覆率得到了增强。在氧化性能方面，优化后的石墨没有Al涂层时，在900℃热处理时与空气充分氧化；而有 Al 涂层时，则在900℃时开始氧化，在1000℃时充分氧化，并分别变为灰色和白色。可见，由于Al 涂层在石墨表面均匀覆盖，Al 相涂覆率的提高增强了石墨的抗氧化性能。(郑大高温所：刘国彦)