Brics Carbon Magnesiayn ddeunydd cyfansawdd o dywod magnesia a charbon, ac yn ei blith graffit yw'r allwedd i atal treiddiad slag ac ymwrthedd cyrydiad, tra bod carbon resin yn adeiladu cryfder strwythurol brics carbon magnesite; Ond mae gan garbon resin a graffit y gwendid mwyaf o gael ei ocsidio'n hawdd.
Mae dwy brif ffordd o ocsideiddio carbon mewn briciau carbon MGO. Un yw ocsidiad carbon gan gydrannau cyfnod nwy, a'r llall yw ocsidiad cydrannau ocsidiedig mewn slag neu ddur. Mae'r cydrannau ocsidiedig mewn slag neu ddur yn bennaf (fexo) ac [o], ac ati; Mae'r ocsidiad hwn yn digwydd gyda ymdreiddiad y cyfnod hylif cyfatebol i'r frics carbon magnesiwm, fel y dangosir yn Fformiwla (1) a Fformiwla (2):
Fexo+C → Fe+CO (1)
Mno+c → mn+co (2)
Defnyddir gwrthocsidyddion i atal ocsidiad graffit yn ôl y cyfnod nwy a chyfnod hylif. Ar hyn o bryd, mae'r gwrthocsidyddion a ddefnyddir mewn briciau carbon magnesia yn fetel ac yn fetel yn bennaf. Mae gwrthocsidyddion metel yn cynnwys AL, SI, Al-MG, ac ati yn bennaf, tra bod gwrthocsidyddion nad ydynt yn fetel yn cynnwys B4C, ZRB2, SIC, ac ati yn bennaf.
Ymhlith gwrthocsidyddion metel, y rhai a ddefnyddir fwyaf yw powdr AL metel, sy'n adweithio yn gyntaf â charbon ar dymheredd uchel i ffurfio AL4C3, ac mae Al4C3 yn adweithio â CO (G) ac ati. Mae'r mecanwaith gweithredu penodol fel a ganlyn:
4al +3 c=al4c3 (3)
2al +3 co=al2o 3+3 c (4)
Al4c 3+6 co =2 al2o 3+9 c (5)
Al2o 3+ mgo=mgo · al2o3 (6)
Wrth i fetel AL neu Al4C3 gymryd rhan yn yr adwaith, mae'r pwysau rhannol ocsigen yn y frics yn lleihau, ac mae graffit ac ati yn cael eu gwarchod. Mae mecanwaith gwrth-ocsidiad Si metel yn debyg.
Mae effaith gwrth-ocsidiad metel AL yn gymharol dda, sy'n dod yn bennaf o ddau bwynt. Yn gyntaf, gostyngiad pwysau rhannol ocsigen mewn briciau carbon magnesiwm yn ôl fformiwla (3) ~ (4); Yn ail, mae effaith ehangu cyfaint adwaith fformiwla (6) yn gwneud strwythur briciau carbon magnesiwm yn drwchus. Ar yr un pryd, mae hafaliadau (3) a (6) hefyd yn cyflawni cryfder flexural tymheredd uchel uchel o frics MGO-C, a dyna pam mae'r mwyafrif o frics MGO-C yn defnyddio powdr AL metel fel gwrthocsidydd; Fodd bynnag, gan fod effaith gyfaint fawr yn cyd -fynd ag hafaliad adwaith (3), mae maint y metel Al sy'n cael ei ychwanegu at frics carbon magnesia yn gyffredinol yn llai na 3%. Mae effaith gyfaint Si metel yn y broses gwrth-ocsidiad yn gymharol fach, ond mae Si metel yn cynhyrchu M2s (2mgo · SiO2) oherwydd ocsidiad SiO2, sy'n lleihau perfformiad tymheredd uchel y deunydd.
Yn ogystal ag ymateb gyda charbon i gynhyrchu SiC, gall powdr Si metel hefyd ffurfio ffibrau SIC tebyg i sibrwd i wella cryfder. Felly, fel gwrthocsidydd ar gyfer briciau MGO-C, defnyddir powdr metel AL a phowdr Si yn gyffredinol mewn cyfuniad. Wrth ddylunio brics MGO-C llinell slag newydd, ychwanegir powdr metel al a phowdr Si fel gwrthocsidyddion, ac mae eu bywyd gwasanaeth yn hirach nag bywyd y llinell slag draddodiadol wreiddiol MGO-C. O safbwynt microstrwythur, mae briciau MGO-C gydag AL, Si, ac ati yn cael eu harsylwi a'u trafod, a dadansoddir y mecanwaith gwrth-ocsidiad ar y cyd â thermodynameg.
O ran gwrthocsidyddion metel eraill, defnyddir aloion Mg-al yn gyffredin. Ychwanegodd Zhang Jin a Zhu Boquan bowdr aloi mg-al fel gwrthocsidydd i frics carbon magnesiwm carbon isel. Mae mecanwaith gweithredu aloi mg-al yn debyg i fecanwaith AL, ac mae Mg hefyd yn cyflymu ffurfio haen periclase eilaidd, gan wella ymwrthedd ocsideiddio briciau carbon magnesiwm yn sylweddol.
O'u cymharu â gwrthocsidyddion metel, astudiwyd gwrthocsidyddion nad ydynt yn fetel yn fwy yn ystod y blynyddoedd diwethaf ac maent hefyd wedi dangos priodweddau gwrthocsidiol da iawn. Mae gwrthocsidyddion nad ydynt yn fetel yn cynnwys B4C, ZRB2, MGB2, TIN, SIC, ac ati, ond o'i gymharu â gwrthocsidyddion eraill, mae effaith sic yn gymharol wael. Bydd gwrthocsidyddion nad ydynt yn fetel (gan gymryd B4C a ZRB2 fel enghreifftiau) yn cael yr adweithiau canlynol mewn briciau carbon magnesiwm:
B4C +6 CO =2 B2O 3+7 C (7)
Zrb 2+5 co=zro 2+ b2o 3+5 c (8)
Bydd y B2O3 a gynhyrchir gan yr adwaith yn ymateb gydag MGO ac eraill i ffurfio haen blocio, a thrwy hynny atal ocsidiad parhaus briciau carbon magnesiwm.
Trwy fesur y berthynas swyddogaethol rhwng colli màs carbon a thymheredd (13 0 0 a 1500 gradd) ac amser (2, 4 a 6H), cymharwyd ymwrthedd ocsidiad samplau anhydrin MGO-C gyda 0, 1% a 3% gwrthocsidyddion (AL, SI, SIC a B4C) gan ffracsiwn torfol gan ffracsiwn torfol. Credir mai B4C yw'r gwrthocsidydd mwyaf effeithiol ar 1300 gradd a 1500 gradd, yn enwedig ar 1500 gradd, mae'r effaith yn llawer gwell na'r tri arall, oherwydd mae haen Mg3B2O6 anhydraidd a thrwchus yn cael ei ffurfio ar wyneb y fricsen. Er y gall SIC hefyd wella ymwrthedd ocsideiddio briciau carbon magnesia, mae'r effaith yn waeth o'i chymharu. Cadarnhaodd dulliau arbrofol fel dadansoddiad thermografimetrig a diffreithiant pelydr-X fod B4C wedi'i ocsidio yn ystod y broses danio o dan 1000 gradd i gael 3MGO · B2O3 sy'n sefydlog ar dymheredd uchel.
Defnyddiwyd MGB2 a gwrthocsidyddion eraill mewn deunyddiau anhydrin carbon magnesia. Cawsant eu cyfrifo mewn carbon wedi'u claddu ac atmosfferau aer. Dangosodd y canlyniadau fod yr effaith gwrthocsidiol yn israddol i B4C ac yn well na phowdr Al a Si powdr. Tynnwyd sylw at y ffaith bod y ffracsiwn màs adio rhesymol o MGB2 mewn deunyddiau anhydrin carbon Magnesia tua 3%. Paratowyd dau sampl brics MGO-C heb ychwanegion a gyda 2% o dun sy'n cynnwys carbon. Dangosodd canlyniadau'r prawf gwrthiant erydiad slag fod ymwrthedd erydiad slag y sampl â thun yn sylweddol well nag un y sampl heb ychwanegion. Y prif reswm pam mae tun yn gwella ymwrthedd erydiad slag briciau carbon magnesite yw bod y cynnyrch ocsideiddio TiO2 o dun yn yr haen adweithio yn adweithio â Cao yn y slag i ffurfio Catio3 gyda phwynt toddi o 197 0 gradd; Mae TiO2 a ffurfiwyd trwy ocsidiad tun yn yr haen sydd wedi'i ddadlennu yn adweithio â C, Cao, a MGO i ffurfio Catio3 a 2mgo. Mae tiO2, tic, ti (c, n) toddiant solet, ac ati i gyd yn gyfnodau mwynau pwynt toddi uchel, sy'n cynyddu gludedd y slag ac yn lleihau treiddiad y slag, a thrwy hynny wella ymwrthedd erydiad slag briciau carbon magnesiwm. At hynny, pan ddefnyddir tun (ffracsiwn màs, 2%), powdr alwminiwm (ffracsiwn màs, 1%) a B4C (ffracsiwn màs, 0.5%) mewn cyfuniad, mae'r cryfder ystwythder tymheredd uchel, ymwrthedd ocsidiad ac ymwrthedd cyrydiad slag briciau MGO-C yn cael ei wella'n sylweddol.
