Magnesium aluminium spinel (MgAl2O, MgO·Al2Oor MA) har overlegne højtemperatur mekaniske egenskaber, fremragende afskalningsmodstand og korrosionsbestandighed. Det er den mest typiske højtemperaturkeramik i Al2O-MgO-systemet. Den foretrukne vækst af calciumhexaaluminat (CaAl12O19, CaO·6AlO eller CA6) krystalkorn langs basalplanet får det til at vokse til blodplade- eller nålemorfologi, hvilket i høj grad kan forbedre materialets sejhed. Calciumdialuminat (CaAlO eller CaO·2Al203, CA2) har en lav termisk udvidelseskoefficient. Når CAz blandes med andre materialer med højt smeltepunkt og høj udvidelseskoefficient, kan det godt modstå skader forårsaget af termisk chok. Derfor har MA-CA-kompositter fået stor opmærksomhed som en ny type højtemperaturkeramisk materiale i højtemperaturindustrien på grund af dets omfattende egenskaber af CA6 og MA.
I dette papir blev MA keramik, MA-CA2-CA keramiske kompositter og MA-CA keramiske kompositter fremstillet ved højtemperatur fastfase sintring, og mineraliseringsmidlers indflydelse på egenskaberne af disse keramiske materialer blev undersøgt. Forstærkningsmekanismen for mineralisatorer på ydeevnen af keramik blev diskuteret, og følgende forskningsresultater blev opnået:
(1) Resultaterne viste, at bulkdensiteten og bøjningsstyrken af MA keramiske materialer steg gradvist med stigningen i sintringstemperaturen. Efter sintring ved 1600 i 2 timer var sintringsydeevnen for MA-keramik dårlig med en bulkdensitet på 3,17 g/cm3 og en bøjningsstyrkeværdi på 133. 31 MPa. Med stigningen af mineralisatoren Fez03 steg massefylden af MA keramiske materialer gradvist, og bøjningsstyrken steg først og faldt derefter. Når tilsætningsmængden var 3 vægt. % nåede bøjningsstyrken maksimum 209. 3MPa.
(2) Ydeevnen og fasesammensætningen af MA-CA6-keramik er relateret til partikelstørrelsen af CaCO- og a-AlO-råmaterialer, renheden af a-Al2O3, syntesetemperaturen og holdetiden. Ved at bruge CaCO med lille partikelstørrelse og høj renhed a-AlzO3 som råmaterialer, efter sintring ved 1600 ℃ og holdt i 2 timer, har den syntetiserede MA-CA6 keramik stor bøjningsstyrke. Partikelstørrelsen af CaCO3 spiller en vigtig rolle i dannelsen af CA-fase og vækst og udvikling af krystalkorn i MA-CA6 keramiske materialer. Ved høj temperatur vil urenheden Si i a-Alz0 danne en forbigående flydende fase, som får morfologien af CA6 korn til at udvikle sig fra blodplader til ligeaksede.
(3) Virkningen af mineralisatorer ZnO og Mg(BO2)z på egenskaberne af MA-CA-kompositter og forstærkningsmekanismen blev undersøgt. Det er fundet, at (Mg-Zn)AI2O4 fast opløsning og borholdig flydende fase dannet af mineralisatorerne ZnO og Mg(BO2)z gør kornstørrelsen af MA mindre og indholdet af MA øget. Disse tætte faser er belagt med mikrokrystallinske MA-partikler for at danne regionale spredte tætte legemer, hvilket fører til transformation af CA6-korn til ligeaksede korn, hvilket fremmer fortætningen af MA-CA-keramiske materialer og forbedrer dets bøjningsstyrke.
(4) Ved at bruge analytisk rent Al2Oi stedet for a-AlzO blev MA-CA2-CA keramiske kompositter syntetiseret fra analytisk rene råmaterialer. Virkningerne af mineralisatorer SnO₂ og HBO på de fysiske og mekaniske egenskaber, mikrostruktur og fasesammensætning af kompositterne blev undersøgt.
Resultaterne viser, at fast opløsning og borholdig forbigående flydende fase forekommer i det keramiske materiale efter tilsætning af mineralisatorer SnO2 og H2BO; den får henholdsvis CA2-fasen til at skifte til CA-fase og accelererer dannelsen af MA og CA6, hvilket forbedrer sintringsaktiviteten af det keramiske materiale. Den tætte fase dannet af overskydende Ca gør bindingen mellem MA og CA6 korn tæt, hvilket forbedrer de mekaniske egenskaber af keramiske materialer
Indlægstid: 29. august 2023