تأثير المعادن على خواص هذه المواد الخزفية

يتمتع إسبينل ألومنيوم المغنيسيوم (MgAl2O، MgO·Al2Oor MA) بخصائص ميكانيكية فائقة في درجات الحرارة العالية، ومقاومة ممتازة للتقشير ومقاومة للتآكل. إنه السيراميك ذو درجة الحرارة العالية الأكثر شيوعًا في نظام Al2O-MgO. إن النمو التفضيلي لحبيبات كريستال سداسي ألومينات الكالسيوم (CaAl12O19 أو CaO · 6AlO أو CA6) على طول المستوى القاعدي يجعلها تنمو إلى شكل صفائح أو إبرة، مما يمكن أن يعزز بشكل كبير صلابة المادة. ديالومنيات الكالسيوم (CaAlO أو CaO·2Al203, CA2) لديه معامل منخفض للتمدد الحراري. عندما يتم مزج CAz مع مواد أخرى ذات نقطة انصهار عالية ومعامل تمدد عالي، فإنه يمكنه مقاومة الضرر الناتج عن الصدمة الحرارية. لذلك، حظيت مركبات MA-CA باهتمام واسع النطاق كنوع جديد من المواد الخزفية ذات درجة الحرارة العالية في صناعة درجات الحرارة العالية بسبب خصائصها الشاملة لـ CA6 وMA.

في هذا البحث، تم تحضير سيراميك MA ومركبات سيراميك MA-CA2-CA ومركبات سيراميك MA-CA بواسطة تلبيد الطور الصلب بدرجة حرارة عالية، وتمت دراسة تأثير المعادن على خواص هذه المواد الخزفية. تمت مناقشة آلية تقوية المعادن على أداء السيراميك، وتم الحصول على نتائج البحث التالية:
(1) أظهرت النتائج أن الكثافة الظاهرية وقوة الانحناء للمواد السيراميكية MA تزداد تدريجياً مع زيادة درجة حرارة التلبيد. بعد التلبيد عند 1600 لمدة ساعتين، كان أداء التلبيد لسيراميك MA ضعيفًا، بكثافة كبيرة تبلغ 3.17 جم/سم3 وقيمة قوة الانثناء تبلغ 133. 31 ميجا باسكال. مع زيادة المعدن Fez03، زادت الكثافة الظاهرية للمواد الخزفية MA تدريجيًا، وزادت قوة الانثناء أولاً ثم انخفضت. عندما كانت كمية الإضافة 3 بالوزن. %، وصلت قوة الانثناء إلى الحد الأقصى 209.3MPa.

(2) يرتبط الأداء وتكوين الطور للسيراميك MA-CA6 بحجم جسيمات المواد الخام CaCO وa-AlO، ونقاء Al2O3، ودرجة حرارة التوليف ووقت التثبيت. باستخدام حجم الجسيمات الصغيرة CaCO وA-AlzO3 عالي النقاء كمواد خام، بعد التلبيد عند 1600 درجة مئوية والثبات لمدة ساعتين، يتمتع السيراميك MA-CA6 المركب بقوة انثناء كبيرة. يلعب حجم جسيمات CaCO3 دورًا مهمًا في تكوين مرحلة CA ونمو وتطور الحبوب البلورية في المواد الخزفية MA-CA6. عند درجة حرارة عالية، ستشكل الشوائب Si في a-Alz0 مرحلة سائلة عابرة، مما يجعل شكل حبيبات CA6 يتطور من الصفائح الدموية إلى متساوية المحاور.

(3) تم دراسة تأثير المعادن ZnO و Mg(BO2)z على خواص مركبات MA-CA وآلية التقوية. لقد وجد أن المحلول الصلب (Mg-Zn)AI2O4 والطور السائل المحتوي على البورون المتكون من المعدنين ZnO وMg(BO2)z يجعل حجم حبيبات MA أصغر ويزيد محتوى MA. يتم تغليف هذه المراحل الكثيفة بجزيئات MA متبلورة دقيقة لتكوين أجسام كثيفة متفرقة إقليميًا، مما يؤدي إلى تحويل حبيبات CA6 إلى حبيبات متساوية المحاور، وبالتالي تعزيز تكثيف المواد الخزفية MA-CA وتحسين قوة الانحناء.

(4) باستخدام Al2O النقي تحليليًا بدلاً من a-AlzO، تم تصنيع مركبات السيراميك MA-CA2-CA من مواد خام نقية تحليليًا. تمت دراسة تأثير المعادن SnO₂ وHBO على الخواص الفيزيائية والميكانيكية والبنية المجهرية والتركيب الطوري للمركبات.

أظهرت النتائج ظهور المحلول الصلب والطور السائل العابر المحتوي على البورون في المادة الخزفية بعد إضافة المعادن SnO2 وH2BO؛ على التوالي، فإنه يجعل مرحلة CA2 تتغير إلى مرحلة CA وتسرع تكوين MA وCA6، وبالتالي تحسين نشاط تلبيد المادة الخزفية. الطور الكثيف الذي يتكون من الكالسيوم الزائد يجعل الرابطة بين حبيبات MA وCA6 محكمة، مما يحسن الخواص الميكانيكية للمواد الخزفية