A influencia dos mineralizantes nas propiedades destes materiais cerámicos

A espinela de aluminio de magnesio (MgAl2O, MgO·Al2Oor MA) ten propiedades mecánicas superiores a altas temperaturas, excelente resistencia ao pelado e resistencia á corrosión. É a cerámica de alta temperatura máis típica do sistema Al2O-MgO. O crecemento preferente dos grans de cristal de hexaaluminato cálcico (CaAl12O19, CaO·6AlO ou CA6) ao longo do plano basal fai que se converta na morfoloxía de plaquetas ou agullas, o que pode mellorar moito a dureza do material. O dialuminato de calcio (CaAlO ou CaO·2Al203, CA2) ten un baixo coeficiente de expansión térmica. Cando o CAz se combina con outros materiais con alto punto de fusión e alto coeficiente de expansión, pode resistir ben os danos causados ​​polo choque térmico. Polo tanto, os compostos MA-CA recibiron unha gran atención como un novo tipo de material cerámico de alta temperatura na industria de alta temperatura debido ás súas amplas propiedades de CA6 e MA.

Neste traballo, preparáronse os compostos cerámicos MA, MA-CA2-CA e cerámicos MA-CA mediante sinterización en fase sólida a alta temperatura e estudouse a influencia dos mineralizadores nas propiedades destes materiais cerámicos. Discutiuse o mecanismo de fortalecemento dos mineralizadores sobre o rendemento da cerámica e obtivéronse os seguintes resultados de investigación:
(1) Os resultados mostraron que a densidade aparente e a resistencia á flexión dos materiais cerámicos MA aumentaron gradualmente co aumento da temperatura de sinterización. Despois da sinterización a 1600 durante 2 horas, o rendemento de sinterización da cerámica MA foi pobre, cunha densidade aparente de 3, 17 g/cm3 e un valor de resistencia á flexión de 133. 31 MPa. Co aumento do mineralizador Fez03, a densidade aparente dos materiais cerámicos MA aumentou gradualmente e a resistencia á flexión primeiro aumentou e despois diminuíu. Cando a cantidade de adición foi de 3 pesos. %, a resistencia á flexión alcanzou o máximo 209. 3MPa.

(2) O rendemento e a composición da fase da cerámica MA-CA6 están relacionados co tamaño de partícula das materias primas CaCO e a-AlO, a pureza de a-Al2O3, a temperatura de síntese e o tempo de retención. Usando CaCO de pequeno tamaño de partícula e a-AlzO3 de alta pureza como materias primas, despois de sinterizar a 1600 ℃ e manter durante 2 horas, a cerámica sintetizada MA-CA6 ten unha gran resistencia á flexión. O tamaño das partículas de CaCO3 xoga un papel importante na formación da fase CA e no crecemento e desenvolvemento de grans de cristal nos materiais cerámicos MA-CA6. A alta temperatura, a impureza Si en a-Alz0 formará unha fase líquida transitoria, o que fai que a morfoloxía dos grans de CA6 evolucione de plaquetas a equiaxiales.

(3)Investigouse o efecto dos mineralizantes ZnO e Mg(BO2)z sobre as propiedades dos compostos MA-CA e o mecanismo de reforzo. Descúbrese que a disolución sólida de (Mg-Zn)AI2O4 e a fase líquida que contén boro formada polos mineralizadores ZnO e Mg(BO2)z fan que o tamaño do gran de MA sexa menor e o contido de MA aumentado. Estas fases densas están recubertas con partículas de MA microcristalinas para formar corpos densos dispersos rexionais, o que leva á transformación dos grans de CA6 en grans equiaxiados, promovendo así a densificación dos materiais cerámicos MA-CA e mellorando a súa resistencia á flexión.

(4) Ao usar Al2O analiticamente puro en lugar de a-AlzO, os compostos cerámicos MA-CA2-CA sintetizáronse a partir de materias primas analíticamente puras. Estudáronse os efectos dos mineralizantes SnO₂ e HBO sobre as propiedades físicas e mecánicas, a microestrutura e a composición de fases dos compostos.

Os resultados mostran que a solución sólida e a fase líquida transitoria que contén boro aparecen no material cerámico despois de engadir mineralizantes SnO2 e H2BO; respectivamente, fai o cambio de fase CA2 a fase CA e acelera a formación de MA e CA6, mellorando así a actividade de sinterización do material cerámico. A fase densa formada polo exceso de Ca fai que a unión entre os grans de MA e CA6 sexa firme, o que mellora as propiedades mecánicas dos materiais cerámicos.