Magnezij aluminijski spinel (MgAl2O, MgO·Al2O ili MA) ima vrhunska mehanička svojstva pri visokim temperaturama, izvrsnu otpornost na ljuštenje i otpornost na koroziju. To je najtipičnija visokotemperaturna keramika u sustavu Al2O-MgO. Preferirani rast kristalnih zrnaca kalcijevog heksaaluminata (CaAl12O19, CaO·6AlO ili CA6) duž bazalne ravnine čini da on preraste u pločicu ili igličastu morfologiju, što može uvelike povećati žilavost materijala. Kalcijev dialuminat (CaAlO ili CaO·2Al203, CA2) ima nizak koeficijent toplinskog širenja. Kada se CAz pomiješa s drugim materijalima s visokim talištem i visokim koeficijentom širenja, može se dobro oduprijeti oštećenjima uzrokovanim toplinskim šokom. Stoga su MA-CA kompoziti dobili veliku pozornost kao nova vrsta visokotemperaturnog keramičkog materijala u industriji visokih temperatura zbog svojih sveobuhvatnih svojstava CA6 i MA.
U ovom radu su MA keramika, MA-CA2-CA keramički kompoziti i MA-CA keramički kompoziti pripremljeni visokotemperaturnim sinteriranjem u čvrstoj fazi, te je proučavan utjecaj mineralizatora na svojstva ovih keramičkih materijala. Raspravljen je mehanizam jačanja mineralizatora na učinak keramike te su dobiveni sljedeći rezultati istraživanja:
(1) Rezultati su pokazali da se nasipna gustoća i čvrstoća na savijanje MA keramičkih materijala postupno povećavaju s povećanjem temperature sinteriranja. Nakon sinteriranja na 1600 tijekom 2 h, učinak sinteriranja MA keramike bio je loš, s nasipnom gustoćom od 3,17 g/cm3 i vrijednošću čvrstoće na savijanje od 133. 31 MPa. S povećanjem mineralizatora Fez03, nasipna gustoća MA keramičkih materijala postupno se povećavala, a čvrstoća na savijanje prvo se povećavala, a zatim smanjivala. Kada je količina dodatka bila 3 mas. %, čvrstoća na savijanje dosegla je najviše 209,3 MPa.
(2) Učinkovitost i fazni sastav MA-CA6 keramike povezani su s veličinom čestica CaCO i a-AlO sirovina, čistoćom a-Al2O3, temperaturom sinteze i vremenom držanja. Korištenjem CaCO male veličine čestica i a-AlzO3 visoke čistoće kao sirovina, nakon sinteriranja na 1600 ℃ i držanja 2 sata, sintetizirana keramika MA-CA6 ima veliku čvrstoću na savijanje. Veličina čestica CaCO3 igra važnu ulogu u formiranju CA faze te rastu i razvoju kristalnih zrna u keramičkim materijalima MA-CA6. Na visokoj temperaturi, nečistoća Si u a-Alz0 formirat će prolaznu tekuću fazu, zbog čega morfologija zrnaca CA6 evoluira od trombocitne do jednakoosne.
(3) Istraživan je učinak mineralizatora ZnO i Mg(BO2)z na svojstva MA-CA kompozita i mehanizam ojačavanja. Utvrđeno je da kruta otopina (Mg-Zn)AI2O4 i tekuća faza koja sadrži bor formirana mineralizatorima ZnO i Mg(BO2)z smanjuju veličinu zrna MA i povećavaju sadržaj MA. Ove guste faze obložene su mikrokristalnim MA česticama kako bi oblikovale regionalna dispergirana gusta tijela, što dovodi do transformacije CA6 zrna u jednakoosovinska zrna, čime se promiče zgušnjavanje MA-CA keramičkih materijala i poboljšava njihova čvrstoća na savijanje.
(4) Korištenjem analitički čistog Al2O umjesto a-AlzO sintetizirani su keramički kompoziti MA-CA2-CA iz analitički čistih sirovina. Proučavani su učinci mineralizatora SnO₂ i HBO na fizikalna i mehanička svojstva, mikrostrukturu i fazni sastav kompozita.
Rezultati pokazuju da se nakon dodavanja mineralizatora SnO2 i H2BO u keramičkom materijalu pojavljuju kruta otopina i prolazna tekuća faza koja sadrži bor; respektivno, čini promjenu faze CA2 u fazu CA i ubrzava stvaranje MA i CA6, čime se poboljšava aktivnost sinteriranja keramičkog materijala. Gusta faza koju stvara višak Ca čini čvrstu vezu između MA i CA6 zrnaca, što poboljšava mehanička svojstva keramičkih materijala
Vrijeme objave: 29. kolovoza 2023