中文摘要：

以天然粘土为主原料高温制备碳硅化铝材料的机理及合成材料的性能是碳硅化铝作为耐火材料工业应用的理论基础。项目分别采用天然粘土和碳高温反应制备、天然粘土和碳添加铝粉反应合成碳硅化铝两条技术路线，研究了相关反应热力学条件和动力学过程，获得了反应制备的机理。通过添加不同含量氧化物，揭示了天然粘土原料中常见的氧化钾、氧化钠、氧化铁和二氧化钛四种杂质在两条技术路线反应合成碳硅化铝过程中的转化方式和规律、对碳硅化铝材料合成过程的作用机制及对材料显微结构的演变理论，获得了天然原料合成碳硅化铝过程中四种杂质的控制及转化的关键技术。研究了合成的碳硅化铝材料的烧结过程和致密化机制，发现碳硅化铝材料在无压烧结时难以致密化，在热压条件下能够实现致密化。研究了合成碳硅化铝材料的物理性能、碳硅化铝粉体和块体的氧化性能、水化性能和抗渣性能，其相关性能明显优于含碳耐火材料，同时还揭示了碳硅化铝材料的氧化及与熔渣作用过程的反应机理、物相及显微结构的演变规律。项目还研究了氧化物为原料制备碳硼化铝材料的高温反应机理及合成材料的结构和性能。项目成果为天然料合成三元碳化物及其在耐火材料行业的工业生产及开发应用奠定了理论基础。