碳纳米管-碳酸钙共包覆超疏水镁钙砂的制备及抗水化性能

摘要

MgO-CaO耐火材料因具有高的耐火度、优异的抗渣侵蚀性、良好的热力学稳定性及净化钢水能力,被广泛用于连铸中间包等炉衬中,然而该材料极易潮解水化的特性严重限制了其应用.为提升镁钙材料的抗水化性能,本文以大豆油为碳源,以Co为催化剂,采用催化化学气相沉积法一步合成了碳纳米管（CNTs）与碳酸钙（CaCO₃）共包覆的超疏水镁钙砂.考察了反应温度、催化剂用量及保温时间对改性镁钙砂结构与抗水化性能的影响.结果表明,制备CNTs-CaCO₃共包覆超疏水镁钙砂的最佳条件为700℃、 2.0%（与镁钙砂的质量比）Co催化剂并保温1 h.所得改性镁钙砂的水接触角高达155°,在70℃, 85%相对湿度下水化24 h后的增重仅为0.73%（质量分数）,抗水化性能比未改性镁钙砂提升了9.47倍,比CaCO₃包覆镁钙砂提升了2.01倍.疏水的CNT层与CaCO₃保护壳的协同作用有效抑制了水的渗透与水化反应.研究结果为MgO-CaO材料抗水化性能的提高提供了一种简便的方法.

关键词

镁钙砂 / 抗水化 / 碳纳米管-碳酸钙共包覆 / Co催化剂