成果简介：
“十四五”时期，钢铁产业的发展以品种质量、绿色低碳、创新为发展主题，钢铁冶炼用关键基础材料–耐火材料需要配套的技术进步。为满足洁净钢冶炼技术、钢铁冶金节能减排、资源高效利用的需求，MgO–C耐火材料的低碳化已成为其当今发展的趋势，但低碳化而造成MgO–C耐火材料热震稳定性、热机械性和抗渣侵蚀性降低等问题已显现，如何设计新一代低碳MgO–C耐火材料势在必行。c-ZrN具有高硬度、高熔点、耐腐蚀和高热导率等优异的物理化学性能，可作为一种优异的添加剂引入到含碳耐火材料中。本论文采用熔盐氮化法低温合成高纯c-ZrN纳米粉体。将ZrN用作氮化制备低碳MgO–C耐火材料的添加剂，研究ZrN含量对MgO–C耐火材料的显微结构演变和物理性能的影响规律，揭示ZrN优化含硅陶瓷相形貌和改善材料性能的作用机理。
图1 ZrN的(a)放大平面图和(c)三维视图，以及沿图1中白色箭头测量的AFM线轮廓
图2 ZrN/α-Si3N4材料界面HRTEM照片 图3 ZrN/MgSiN2材料界面HRTEM照片
图4 MgO–C耐火材料的CT照片
同行评价：
针对当前ZrN原料价格高、合成工艺复杂和能耗大等因素，本论文采用熔盐氮化法合成了c-ZrN纳米粉体，并首次将ZrN用作MgO-C耐火材料的添加剂。建立了该体系下MgO–C耐火材料微观结构与材料物理和机械性能的相关性，实现了通过添加氮化物重构MgO–C耐火材料中陶瓷相以改善材料机械强度的目的。本论文研究成果受到了该领域权威专家的肯定和引用，在Web of Science中检索为高被引论文。
作者简介：
陈洋，1992年出生，工学博士。2016年获湖北文理学院物理学专业学士学位，2021年获武汉科技大学材料科学与工程专业博士学位。长期从事熔盐合成、应用以及新型耐高温复合材料与高温陶瓷领域的研发工作，主持和参与科研项目7项，累计发表论文23篇，其中以第一作者在Journal of the European Ceramic Society、Construction and Building Materials和Ceramics International等行业相关期刊上发表8篇SCI论文，高被引SCI论文1篇，EI论文2篇，授权国家发明专利1项，荣获2020年博士研究生国家奖学金、2020年武汉科技大学第三届“沁研学子”学术提名奖。
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