Magneesiumalumiiniumi spinellil (MgAl2O, MgO · Al2Oor MA) on suurepärased mehaanilised omadused kõrgel temperatuuril, suurepärane koorumiskindlus ja korrosioonikindlus. See on Al2O-MgO süsteemi kõige tüüpilisem kõrge temperatuuriga keraamika. Kaltsiumheksaaluminaadi (CaAl12O19, CaO · 6AlO või CA6) kristallide terade eelistatud kasv piki põhitasapinda muudab need trombotsüütide või nõelte morfoloogiaks, mis võib oluliselt suurendada materjali sitkust. Kaltsiumdialuminaadil (CaAlO või CaO·2Al203, CA2) on madal soojuspaisumistegur. Kui CAz on kombineeritud teiste kõrge sulamistemperatuuri ja kõrge paisumisteguriga materjalidega, talub see hästi termilise šoki põhjustatud kahjustusi. Seetõttu on MA-CA komposiidid pälvinud suurt tähelepanu kui uut tüüpi kõrge temperatuuriga keraamiline materjal kõrge temperatuuriga tööstuses, kuna neil on CA6 ja MA kõikehõlmavad omadused.
Käesolevas töös valmistati kõrge temperatuuriga tahkefaasilise paagutamise teel MA keraamilised, MA-CA2-CA keraamilised komposiidid ja MA-CA keraamilised komposiidid ning uuriti mineralisaatorite mõju nende keraamiliste materjalide omadustele. Arutati mineralisaatorite tugevdamise mehhanismi keraamika jõudlusele ja saadi järgmised uurimistulemused:
(1) Tulemused näitasid, et MA keraamiliste materjalide puistetihedus ja paindetugevus suurenesid järk-järgult paagutamistemperatuuri tõusuga. Pärast paagutamist temperatuuril 1600 °C 2 tundi oli MA keraamika paagutamistõhusus halb, puistetihedusega 3,17 g/cm3 ja paindetugevuse väärtusega 133. 31 MPa. Mineralisaatori Fez03 suurenemisega suurenes MA keraamiliste materjalide puistetihedus järk-järgult ning paindetugevus esmalt suurenes ja seejärel vähenes. Kui lisatav kogus oli 3wt. %, saavutas paindetugevus maksimaalse 209,3 MPa.
(2) MA-CA6 keraamika jõudlus ja faasikoostis on seotud CaCO ja a-AlO tooraine osakeste suuruse, a-Al2O3 puhtusega, sünteesi temperatuuri ja säilivusajaga. Kasutades toorainena väikese suurusega CaCO-d ja kõrge puhtusastmega a-AlzO3, on sünteesitud MA-CA6 keraamikal pärast paagutamist 1600 ℃ juures ja 2 tundi hoidmist suur paindetugevus. CaCO3 osakeste suurus mängib olulist rolli CA faasi moodustumisel ning MA-CA6 keraamiliste materjalide kristalliterade kasvus ja arengus. Kõrgel temperatuuril moodustab a-Alz0 lisand Si ajutise vedelfaasi, mis muudab CA6 terade morfoloogia trombotsüütidest võrdseks.
(3) Uuriti mineralisaatorite ZnO ja Mg(BO2)z mõju MA-CA komposiitide omadustele ja tugevdusmehhanismile. Leitakse, et (Mg-Zn)AI2O4 tahke lahus ja mineralisaatorite ZnO ja Mg(BO2)z moodustatud boori sisaldav vedelfaas muudavad MA tera suuruse väiksemaks ja MA sisalduse suurenemiseks. Need tihedad faasid on kaetud mikrokristalliliste MA osakestega, et moodustada piirkondlikud hajutatud tihedad kehad, mis viib CA6 terade muutumiseni võrdseteljelisteks teradeks, soodustades seega MA-CA keraamiliste materjalide tihendamist ja parandades selle paindetugevust.
(4) Kasutades a-AlzO asemel analüütiliselt puhast Al2O, sünteesiti MA-CA2-CA keraamilised komposiidid analüütiliselt puhastest toorainetest. Uuriti mineralisaatorite SnO₂ ja HBO mõju komposiitide füüsikalistele ja mehaanilistele omadustele, mikrostruktuurile ja faasikoostisele.
Tulemused näitavad, et pärast mineralisaatorite SnO2 ja H2BO lisamist ilmuvad keraamilisse materjali tahke lahus ja boori sisaldav mööduv vedelfaas; vastavalt muudab see CA2 faasi CA faasiks ja kiirendab MA ja CA6 moodustumist, parandades seega keraamilise materjali paagutamisaktiivsust. Liiga Ca moodustatud tihe faas muudab sideme MA ja CA6 terade vahel tihedaks, mis parandab keraamiliste materjalide mehaanilisi omadusi
Postitusaeg: 29. august 2023