碳(C)是化学稳定性很好的物质,在常温和普通环境下使用,几乎呈化学惰性。炭素材料具有很低的热膨胀系数和较高的热导率,在高温下长期使用不会软化,几乎不受酸、碱、盐类及有机物的侵蚀,是一种优质的耐火材料。另外,碳对熔渣具有难润湿性,在使用过程中具有优良的抗渣侵蚀性能。但是,在较高温度下,C却很易与氧化性气体(如O2)发生化学反应,使得含碳耐火材料的优良性能损失殆尽。因此,为了防止含碳耐火材料的氧化,需对含碳耐火材料进行防氧化处理。常用方法有以下三种:
1、添加剂法
添加剂法的作用原理大致可以分为两个方面:一方面是从热力学角度出发,即在工作温度下,添加剂或其与C反应的生成物与O的亲和力比C与O的亲和力大,优先于C被氧化,从而起到保护C的作用;另一方面是从动力学的角度来考虑,添加剂与O2、CO或C反应生成的化合物能改变材料的显微结构,如增加致密度,堵塞气孔,阻碍O及反应产物的扩散等。 目前,常见的添加剂主要有两类:金属或合金 细粉;非金属细粉。
2、表面浸渍抑制氧化法
表面浸渍法抑制氧化反应一般靠隔离C表面活性点或形成玻璃状覆盖层来防止O2扩散,或与杂质形成稳定的盐,从而失去对C氧化的催化作用。但其一般限用于1000℃以下的氧化防护。
3、涂层法
涂层法与传统的防氧化方法不同,它需要解决涂层材料与含碳材料的化学相容性及机械相容性问题。此法是通过使外界O与材料中的C隔离来达到防氧化的目的。
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