典型耐磨耐火材料高温冲蚀磨损行为及性能优化的基础研究

本项目针对典型耐磨耐火材料寿命短和异常失效的现实问题以及对高性能耐高温气/固两相流冲蚀磨损耐火材料的迫切需求，提出进行典型耐磨耐火材料高温气/固两相流冲蚀磨损行为和性能优化的基础研究。主要包括：1) 研究不同冲蚀磨损条件下耐磨耐火材料的高温冲蚀磨损行为，揭示其高温冲蚀磨损机理并建立模型。2) 探讨耐磨耐火材料的常温力学性能与高温冲蚀磨损性能之间的关系，建立在常温实验条件下预测耐火材料高温冲蚀磨损性能的经验模型和评价理论；3) 探讨耐磨耐火材料中临界颗粒尺寸和微观结构对高温冲蚀磨损性能的影响规律；4) 通过多组元多相多粒级耐火材料的颗粒效应、热应力缓解机制和结合相高温增强作用研究获得材料的高温冲蚀磨损性能优化的技术方案。本项目研究为流化床锅炉发电、城市垃圾焚烧发电、水泥、石化、矿物加工和军工等行业用长寿命高温冲蚀磨损防护材料开发提供科学理论依据，也为完善高温冲蚀磨损理论做出重要贡献

本项目获得了六个方面的研究成果：（1）获得了冲蚀温度对典型耐磨耐火材料高温冲蚀磨损性能的影响规律，通过非线性拟合得出了高温冲蚀率与温度关系的经验公式；（2）获得了冲蚀角对典型耐磨耐火材料高温冲蚀磨损性能的影响规律，表现出脆性材料的冲蚀特性；（3）获得冲蚀粒子大小对Sialon-SiC和Si3N4-SiC砖的冲蚀磨损性能影响的规律，揭示了冲蚀粒子大小对Sialon-SiC和Si3N4-SiC砖的冲蚀磨损机制；（4）通过埋焦炭颗粒的方法制备了莫来石-SiC复相耐磨耐火材料，为耐磨耐火材料的制备提供一个新的技术途径；（5）制备了莫来石-SiC-Sialon复相耐磨耐火材料，优化了莫来石-SiC-Sialon复相耐磨耐火材料的制备参数，莫来石-SiC-Sialon复相耐磨耐火材料的冲蚀率随温度变化的规律和在常温研究条件下预测莫来石-SiC-Sialon复相耐磨耐火材料的高温气固两相流冲蚀磨损性能的经验模型；（6）揭示了典型耐磨耐火材料的高温气固两相流冲蚀磨损机制，在低温下以脆性冲蚀特性为主，在高温下表现出一定的塑性冲蚀特性。本项目研究成果为流化床锅炉发电、垃圾焚烧发电、水泥、石化、矿物加工和军工等行业用长寿命高温冲蚀磨损防护材料开发提供科学理论依据。