Einsatz von Nanopartikeln zur Reduzierung des Kohlenstoffgehaltes in kohlenstoffgebundenen Feuerfesterzeugnissen

使用纳米颗粒降低碳结耐火产品中的碳含量

• 批准号: 107867410
• 负责人: Professor Dr.-Ing. Christos G. Aneziris
• 金额: --
• 依托单位: Professur für Keramik, Feuerfest und metallokeramische Verbundwerkstoffe
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Priority Programmes
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2008-12-31 至 2014-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/107867410?language=en
• 关键词: Einsatz; von; Nanopartikeln; zur; Reduzierung

Im Rahmen des Forschungsvorhabens wird die Wechselwirkung halbleitender Zusätze mit dem organischen Bindemittel kohlenstoffgebundener Feuerfestwerkstoffe im Zusammenspiel mit nanoskaligen Additiven auf der Basis von Kohlenstoffnanoröhrchen (CNT's) und Alumina-Nanoplättchen untersucht. Als halbleitendes Material kommt dotiertes Silizium zum Einsatz, welches standardmäßig in der Halbleiterindustrie eingesetzt wird. Ziel ist die Steigerung des Kohlenstoffanteils, der aus dem eingesetzten organischen Binderharz gewonnenen wird. Die Steigerung des Kohlenstoffgehaltes soll durch einen Elektronentransfer vom halbleitenden Silizium zu den Makromolekülen des Bindemittels erreicht werden [Ste11c]. Hierdurch soll der eingesetzte Primärkohlenstoffgehalt (Thermalruß, Graphit) gesenkt werden, unter Beibehaltung bzw. Verbesserung der thermomechanischen Eigenschaften. In der ersten Antragsphase wurde eine Senkung des Gesamtkohlenstoffgehaltes von Al2O3-C Werkstoffen von 30 auf 20 Ma.% durch die Zugabe von CNT's und Alumina-Nanoplättchen erreicht, wobei die thermomechanischen Eigenschaften verbessert werden konnten [Rou11a; Rou11b]. Im Zusammenspiel mit dem halbleitenden Silizium soll der Gesamtkohlenstoffgehalt auf 15 % reduziert werden unter Verbesserung der Eigenschaften des Systems. Äquivalent hierzu konnte der Kohlenstoffgehalt von MgO16 C Werkstoffen von 10 auf 5 Ma.% gesenkt werden, wobei auch hier die thermomechanischen Eigenschaften nicht verschlechtert wurden. Die Verringerung des Kohlenstoffgehaltes im Feuerfestmaterial bei gleichen oder verbesserten thermomechanischen Eigenschaften soll dazu beitragen, den Kohlendioxidausstoß weltweit deutlich zu senken. Darüber hinaus können metallurgische Prozesse revolutioniert werden mit dem Ziel, neue hochwertige Stahlarten zu erschmelzen [Ste11b]. In allen Stahlbehandlungsschritten, die sich dem Konverter anschließen, besteht in Folge der hohen Affinität des tiefentkohlten Stahls gegenüber freiem Kohlenstoff immer die Gefahr des „Carbon pick-up“ aus Teilen der kohlenstoffhaltigen feuerfesten Zustellung. Eine unkontrollierte Kohlenstoffaufnahme des Stahls führt zu starken Qualitätseinbußen. Durch kohlenstoffarme Zustellungen wird nachweislich die Aufkohlung von Stählen verringert [Kun10a; EG01a; EG93a; Plu92a; Ban98a].

在研究过程中，我们将使用纳米添加剂（CNT）和氧化铝纳米颗粒作为添加剂，在Zusammenspiel中使用有机粘结剂进行热处理。 Als halbleitendes Material kommt dotiertes Silizium zum Einstein，welches standardmäßig in der Halbleiterindustrie eingesetzt wird.这是一个由一个有机结合体组成的Kohlenstoffanteils的结构。通过电子传输将半导体硅材料转移到粘结剂的大分子韦尔登上，可以实现对硅材料的密封[Ste 11 c]。Hierdurch soll der eingesetzte Primärkohlenstoffgehalt（Thermalrugene，Graphit）gesenkt韦尔登，unter Beibehaltung bzw. Verbesserung der thermomechanischen Eigenschaften.在第一次烧结过程中，Al_2O_3-C材料的烧结反应发生在30 ~ 20 Ma之间。通过对CNT和Al 2 O3纳米复合材料的热处理，我们将热机械特性描述为韦尔登[Rou 11 a; Rou 11 b]。在Zusammenspiel与一半的硅soll的Gesamtkohlenstoffgehalt在15% reduziert韦尔登unter Verbesserung的Eigenschaften des Systems. MgO_（16）C在5 Ma. %~ 10 Ma.%时的等效热释光强度一般来说，韦尔登，我们也不需要考虑热机械特性。在热处理材料中的热膨胀材料的热膨胀或热机械特性的检验，可以通过热膨胀氧化物在德国的应用来实现。后来，我们发现，革命性的进程需要与Ziel合作，新的高强度Stahlarten zu erschmelzen [Ste 11b]。在所有的钢结构处理中，这种转换器最好在Folge der hohen Affinität des tiefentkohlten Stahls gegenüber freiem Kohlenstoff immer die Gefahr des“Carbon pick-up”from Teilen der kohlenstoffhaltigen feuerfesten Zustellung.一个不受控制的高强度钢的质量保证。Doppler kohlenstoffarme Zustellungen wird nachweislich die Aufkohlung von Stählen verringert [Kun10a; EG01a; EG93a; Plu92a; Ban98a].