SiC的粒度对焦炉硅砖性能的影响

　　SiC具有高导热系数(490W/(m·K))，高耐磨性，高硬度等优良性能，本文欲将SiC引入焦炉硅砖中，研究SiC粒度对硅砖性能的影响。

　　SiC加入量的情况下，加入粒度为≤0.088mm的SiC时，试样的体积密度较大，显气孔率较小。分析认为，小粒度的SiC细粉加入试样中，分散于基质中，提高试样在烧结过程中的活性，1430℃与SiO2形成固相烧结，提高了试样的体积密度，降低了试样的显气孔率。而大颗粒的SiC表面有一层氧化膜，不易与SiO2烧结，在试样内部结合差，试样内部存在不连续相，导致试样内部气孔较多，体积密度差。

　　随着加入SiC的粒度降低，试样的常温耐压强度逐渐增加。SiC加入粒度为≤0.088mm时，试样的常温耐压强度为40Mpa。由于SiC细粉多处于骨料和细颗粒堆积的缝隙中，其在转变时产生的膨胀对坯体的影响不大，而在高温条件下矿化剂辅助烧结，使SiC细粉与SiO2发生固相烧结，可使焦炉硅砖的烧结能力大大加强，提高了试样的常温耐压强度。

　　通过与标准PDF卡片对比分析试样中存在的物相，结果表明：加入粒度为≤0.088mmSiC的3#试样2θ=26.6°处残余石英特征峰峰高值较小，2θ=20.8°处鳞石英的特征峰峰高值较大。通过HighscorePlus软件，对每组XRD图谱拟合半定量分析，加入粒度为≤0.088mm的SiC硅砖试样烧结后试样的残余石英含量更低，鳞石英含量较高，这说明加入≤0.088mm粒度SiC的试样固相烧结较好，鳞石英转化量多。

　　加入粒度为≤0.088mm的SiC硅砖试样的导热系数较高，分析认为：引入的小粒度SiC分布于试样基质间，与SiO2形成固相烧结。而大颗粒的SiC表面有一层氧化膜，不易与SiO2烧结，在焦炉硅砖试样内部结合差，试样内部存在不连续相，导致试样内部气孔较多，降低试样的导热系数。

　　将实验用试样切成30mm×30mm×20mm的小样，煮胶、研磨后，制备显微结构观察试样，进行显微结构分析。可以观察到：当加入3~1mm粒度的SiC后，试样不易烧结，在制样过程中出现颗粒脱落的现象，试样气孔较大且不均匀;加入1~0mm粒度SiC的2#试样结构松散，制样过程中同样出现试样内部颗粒脱落的现象，说明SiC不易烧结，试样内部裂纹较大，气孔较多;当加入≤0.088mm粒度的SiC后，试样的气孔明显要小于其他两组，并且试样的气孔比较均匀，试样内部结构致密，基质与骨料间结合较好，并基质与骨料间有许多灰白色的玻璃相，并存在小颗粒的SiC。

　　综上所述：引入粒度为≤0.088mmSiC加入硅砖试样中效果较好，试样的体积密度相对较高，气孔率较低，常温耐压强度较高，试样导热性能较高。