試樣的體積密度、常溫耐壓強度和顯氣孔率見圖1。由圖1可知:碳化硼、鋁粉和硅粉的加入致使試樣體積密度和常溫耐壓強度降低,顯氣孔率升高。添加硅粉的試樣的體積密度低,顯氣孔率高;添加鋁粉的試樣的溫耐壓強度低。這是因為:防氧化劑單質硅的體積密度<碳化硼的體積密度<單質鋁的體積密度<的體積密度;試樣的氣孔率增加,試驗內部的固-固結合減弱,常溫耐壓強度降低。
試樣在1 600℃的燒后線變化率見圖3。由圖3可知:各試樣均發生膨脹;與未添加防氧化劑的試樣相比,添加碳化硼、硅粉的試樣的膨脹減小,添加鋁粉和鋁-硅復合粉的試樣的膨脹增大,并且添加鋁粉的試樣的膨脹大。添加碳化硼的試樣,碳化硼氧化后生成液相B2O3和硼酸三鎂(3MgO·B2O3),均促進試樣燒結,故試樣的燒后膨脹減小。添加硅粉的試樣,硅粉氧化成SiO2后與雜質成分生成玻璃相,促進試樣的燒結,故試樣的燒后膨脹減小。添加鋁粉的試樣,鋁粉氧化后與MgO反應生成MA并產生體積膨脹,故試樣的燒后膨脹增大。
防氧化劑是碳復合材料非常重要的組分,其性能的好壞直接關系到的性能;高性能防氧化劑的出現將大幅度提升鎂碳磚的性能或者促進鎂碳磚的更新換代,因此,如何通過成分、結構控制以及新工藝、新技術制備高性能的抗氧化性能和高強度的防氧化劑,將是未來鎂碳磚的研究方向之一。
對于低碳鎂碳磚,鑒于其碳含量較低和結構的特殊性,其防氧化劑除了要具有普通鎂碳磚防氧化劑功能外,還應該具有其在高溫下的體積穩定性,氧化產物與基質反應過程的體積穩定性等,這些就是很多常規防氧化劑所欠缺的。