浇注试验硅碳棒的均匀性

       两种浇注试验硅碳棒的浇注高度为160 mm。从上浇注面至底部的体积密度分布情况可以看出:两种浇注试验硅碳棒自上向下的体积密度均呈上升趋势。真空浇注硅碳棒上升趋势比较平缓，均匀性较好;普通浇注硅碳棒上下差异较大，均匀性较差。真空浇注硅碳棒的上下密度差多与大颗粒沉降偏析有较大关系;普通浇注硅碳棒上下密度差较大的原因则主要是气孔在振动过程无法有效排除，不断上移后大多集中在上层。另外，从普通浇注硅碳棒底部体积密度与真空浇注硅碳棒基本相同，更加证实了气孔是影响密度不均匀的主要原因。

火焰热震实验

       火焰热震实验使用自主设计的火焰热震装置，如图所示。热震装置使用大功率天然气火焰喷嘴，实现对试验硅碳棒工作面单面快速加热，加热期间热端工作面与冷端外表面快速形成较大的温度梯度，实验条件更复合现场实际使用工况。

       热震条件:喷火嘴功率为450 kW，火口直径120mm;4块试验硅碳棒工作面围成图4(b)所示两面侧墙，组成尺寸为160 mm x 160 mm x 320 mm的炉膛;从喷火嘴点火开始计时，期间火焰增加功率过程使用了约1 min时间，喷火30 min左右。相同热震过程循环5次，然后观察工作面裂纹的扩展情况，综合比较分析每块硅碳棒的抗热震性能好坏。

       热电偶测得热端工作面及冷端外侧墙温度升温曲线及热冷端温差变化如图5所示(硅碳棒厚30)。时间为4min时，热端温度达到1 000℃，热冷端最大温差ATma、达到928℃，内部应力进人峰值区，是最有可能出现宏观裂纹或裂纹发生扩展的时期。时间为25 min时热端与冷端仍然存在500℃左右温差，且随

       5次火焰热震后3种试验硅碳棒工作面裂纹缺陷外观如图6所示。从结果看，机压成型硅碳棒和真空浇注成型硅碳棒的表面都看不到明显的宏观裂纹，而普通浇注成型硅碳棒出现多条不规则裂纹。裂纹的不规则分布可能与硅碳棒均匀性差有关，而大的气孔也可能会改变裂纹扩展的方向。总的来讲，机压成型和真空浇注成型制备的异型氮化物结合碳化硅硅碳棒具有较好的抗热震性能，普通浇注硅碳棒抗热震性较差。

       (1)真空浇注硅碳棒的体积密度比普通浇注硅碳棒有所提高，宏观气孔明显减少，浇注密度不均匀现象得到有效消除，常规指标与半干法机压硅碳棒相当。

       (2)火焰法热震5次后，真空浇注硅碳棒具有较好的抗热震性能，与正常机压硅碳棒相当，而普通浇注硅碳棒的抗热震性能相对较差。

       (3)从总体试验结果来看，真空浇注成型应用于机压成型实现不了的异型氮化物结合碳化硅硅碳棒制备具有很好的应用前景。http://www.guitanbang.net.cn/

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