新型焦油-硅溶胶结合无水泥Al2O3-SiC-C浇注料：碳分散与SiC晶须形成的协同增强机制

研究人员开发了一种以焦油为碳源、硅溶胶为粘结剂的新型碳-硅(C-S)悬浮体系，用于替代传统球形沥青制备Al2O3-SiC-C(ASC)耐火浇注料。该研究通过改善碳分散均匀性和原位生成SiC晶须，使材料热震残余强度比提升24%（达61.1%），抗氧化性提高20.9%（ω=69.5%），为无水泥耐火材料开发提供了新思路。

　　

这项突破性研究开创性地采用焦油-硅溶胶复合体系作为粘结剂，成功制备出高性能无水泥Al₂O₃-SiC-C(ASC)耐火浇注料。通过巧妙设计碳-硅(C-S)悬浮系统，研究人员用液态焦油替代传统固态球形沥青，配合纳米硅溶胶的粘结作用，在材料内部构建出三维增强网络。

微观结构分析显示，4wt.%焦油添加量使碳相分布均匀性显著提升。工业CT扫描证实材料基体密度明显增加，这归功于高温下原位生成的SiC晶须(Silicon Carbide Whisker)形成的"晶须桥联"效应。这种独特的微观结构设计使材料在三个关键性能指标上实现飞跃：热态抗折强度、抗氧化能力以及抗熔渣侵蚀性能。

特别值得注意的是，与传统含碳材料相比，新型浇注料展现出惊人的性能提升——热震残余强度比率跃升至61.1%，增幅达24%；抗氧化指数(ω)突破至69.5%，相对提高20.9%。这些突破性进展为开发环境友好型高性能耐火材料开辟了新途径，同时避免了传统水泥结合体系带来的高温性能劣化问题。