耐火材料试题及答案.doc
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1、武汉理工大学 2007耐材A标答一、填空题 (20分,每题2分)1、耐火材料的物理性能主要包括烧结性能、 力 学性能、 热 学性能、和高温使用性能。2、材料的化学组成越复杂,添加成分形成的固溶体越多,其热导率越 小 ;晶体结构愈简单,热导率越 大 。3、硅砖生产中矿化剂的选择原则为系统能形成 二液区 ,并且系统形成液相的温度 低或不大 于1470。4、相同气孔率的条件下,气孔大而集中的耐火材料热导率比气孔小而均匀的耐火材料 大 。5、“三石”指蓝晶石、 红柱石 、硅线石,其中体积膨胀居中的是 硅线石 。6、赛隆(Sialon)是指 Si3N4 与 Al2O3 在高温下形成的一类固溶体。7、连铸
2、系统的“三大件”,通常指 整体塞棒 、长水口和浸入式水口,其化学组成主要为 Al2O3 、SiC、C、SiO2等。8、高温陶瓷涂层的施涂方法主要有 烧结法或火焰喷涂 、 等离子喷涂 、低温烘烤补强法和气相沉积法等。9、不定形耐火材料所用的结合剂按硬化特点分有水硬性结合剂、 热硬性 结合剂、 气硬性 结合剂和火硬性结合剂。10、镁铝尖晶石的合成属固相反应烧结,影响其合成质量的因素主要为 原料纯度或细度、外加剂、 烧成温度 。二、选择题(10分,每题5分)1、不同耐火材料所对应的化学矿物组成特征 1个0.83分材质主晶相最有害杂质硅砖刚玉莫来石浇注料镁铝碳砖方镁石;CaO;K2O,Na2O;刚玉;
3、Al2O3;鳞石英。2、白云石耐火材料抵抗富铁渣侵蚀能力的顺序: ,在 条件下更是如此。 1个1.25分 理论白云石;高钙白云石;富镁白云石;氧化;还原。三、判断简答题(28分,每题7分)1、耐火度愈高砖愈好。答:错。(2.5分)耐火度是指耐火材料在无荷重条件下抵抗高温而不熔化的特性。而耐火材料在使用过程中不可能无荷重,因此,耐火度只能作为一个相对指标。(4.5分)2、水泥因含有一定数量CaO,所以,为提高高温性能,浇注料应该采用超低水泥或无水泥结合。答:错。(2.5分)浇注料向低水泥或无水泥方向发展主要是指Al2O3-SiO2系耐火材料,Al2O3、SiO2、CaO等高温下易形成低熔物影响高
4、温性能,而刚玉或高纯铝镁系浇注料采用水泥结合,问题不大。(4.5分)3、二次莫来石化因伴随体积膨胀,所以,在生产中应尽可能地避免。答:错。(2.5分)二次莫来石化主要是指高铝砖生产中结合粘土的SiO2与高铝熟料的Al2O3反应生成莫来石,并伴随体积膨胀,因此,在生产高铝砖过程中应尽可能地避免。但是,在生产高荷软耐火材料或低蠕变砖时,其原理正是利用这种反应产生的一定体积膨胀效应。(4.5分)4、石墨能在钢铁熔体中溶解,对其有一定污染,因此,碳复合耐火材料前途黯淡。答:错。(2.5分)石墨尽管高温下对钢水有一定污染,但石墨熔点高、热膨胀系数小、热导率高、不易被渣润湿,因此,碳复合耐火材料具有优异的
5、热震稳定性、抗渣渗透性。所以,在冶炼条件苛刻的关键部位仍然需要碳复合耐火材料。(4.5分)四、论述题(42分,每题14分)1、试区别热剥落、结构剥落、机械剥落所形成的主要原因,并说明提高这些性能的主要措施。答:热剥落:热震稳定性;结构剥落:渣渗透;机械剥落:机械冲击。2.5分 主要措施:热剥落:1)热膨胀系数小;2)导热率高;3)弹性模量小;4)微裂纹;5)少量液相;6)晶须;7)合适强度。 (至少3种) 4.5分结构剥落:1)保证和提高原料的纯度,改善制品的化学矿物组成;2)提高体积密度,降低气孔率;3)引入不润湿外加物,提高直接结合率,增大二面角;4)增大渣的粘度。 (至少2种)4分机械剥
6、落:1)骨料硬度;2)泥料粒度组成;3)气孔率;4)结合性质。或者1)提高密度;2)增大强度;3)制品的矿物组成,如固相、液相比例等;4)组织结构,降低气孔率;5)提高材料颗粒结合的牢固性。 (至少2种) 3分2、碳复合耐火材料的技术关键之一是选择合适的抗氧化剂。试写出四种抗氧化剂,并举一例从热力学和动力学上说明抗氧化剂的作用原理。答:抗氧化剂:Al、Si、SiC、合金或其它(略)等。 4分 热力学:抗氧化剂夺氧能力,或与氧反应的G小于石墨与氧反应的G。 5分动力学:抗氧化剂与氧反应后形成化合物,或固相或液相(低熔物),有时还伴随一定体积膨胀,因此,体积密度提高,气孔率降低。氧向内渗透能力降低
7、。 5分3、我国是世界耐火材料大国,但高资源消耗、高能耗、高环境污染仍然是耐火材料产业发展中的重要问题。试选择其中任何方面介绍你的认识或提出你的设想。答:高资源消耗:优质、高效、废弃物再生利用。 高能耗:不定形耐火材料、轻质耐火材料。 高环境污染:开发无铬耐火材料、环保沥青、环保结合剂、除尘系统、废弃物再生利用。 (只要某一方面或多方面谈到2点即可) 1点7分武汉理工大学 2007耐材B标答一、填空题 (20分,每题2分)1、耐火材料的显气孔率是指 开口气孔 体积占 总气孔 体积的百分比例。2、与非等轴晶系的材料相比,一般氧化物材料的热膨胀率较 大 ,热导率较 大 。3、弹性模量(E)是耐火材
8、料的 力 学性能,其值越大,说明在相同的应力作用下,变形越 小 。4、硅砖生产中矿化剂的矿化能力主要取决于所加矿化剂与SiO2形成液相的开始 形成温度 ,液相的 数量 、粘度、润湿能力和其结构。5、连铸“三大件”是指整体塞棒、长水口和 浸入式水口 ,其材质主要为 铝碳质 。6、“三石”指蓝晶石、 硅线石 、红柱石,其中加热发生膨胀最大的是 蓝晶石 。7、亚白刚玉的熔制是通过添加无烟煤等还原剂,除掉铝矾土中的 SiO2 、 Fe2O3 和部分TiO2等得到。8、金属陶瓷是一种由 金属 或 合金 同陶瓷所组成的非均质的复合材料。9、耐火纤维的喷吹质量与熔液的 粘度 、表面张力以及喷吹 速度 有关。
9、10、Al2O3-SiO2系耐火材料的高温力学性能主要取决于其 结晶 效应和 玻璃 效应。二、选择题(10分,第1题每空0.5分,第2题每空1分)1、不同耐火材料所对应的烧成条件及主晶相材质烧成气氛主晶相硅砖39莫来石砖48镁铝砖16铝碳滑板27弱氧化气氛;还原气氛;弱还原气氛;氧化气氛;氮化气氛方镁石;刚玉;莫来石;鳞石英;尖晶石2、白云石质耐火材料抵抗富铁渣侵蚀能力的顺序: 3 1 2 ,而抵抗富硅渣侵蚀能力的顺序: 2 1 3 。 理论白云石;高钙白云石;富镁白云石。三、判断简答题(20分,每题5分)1、结构剥落是热震引起的材料结构破坏而导致的剥落。答:错。热剥落是热震引起的剥落,渣引起
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