მინერალიზატორების გავლენა ამ კერამიკული მასალების თვისებებზე

მაგნიუმის ალუმინის სპინელი (MgAl2O, MgO·Al2Oor MA) აქვს უმაღლესი მაღალი ტემპერატურის მექანიკური თვისებები, შესანიშნავი აქერცვლის წინააღმდეგობა და კოროზიის წინააღმდეგობა. ეს არის ყველაზე ტიპიური მაღალი ტემპერატურის კერამიკა Al2O-MgO სისტემაში. კალციუმის ჰექსაალუმინატის (CaAl12O19, CaO·6AlO ან CA6) კრისტალური მარცვლების უპირატესი ზრდა ბაზალური სიბრტყის გასწვრივ აიძულებს მას გადაიზარდოს თრომბოციტების ან ნემსის მორფოლოგიაში, რამაც შეიძლება მნიშვნელოვნად გაზარდოს მასალის სიმტკიცე. კალციუმის დიალუმინატს (CaAlO ან CaO·2Al203, CA2) აქვს თერმული გაფართოების დაბალი კოეფიციენტი. როდესაც CAz შერწყმულია სხვა მასალებთან მაღალი დნობის წერტილით და გაფართოების მაღალი კოეფიციენტით, მას შეუძლია გაუძლოს თერმული შოკით მიყენებულ დაზიანებას. ამიტომ, MA-CA კომპოზიტებმა მიიპყრო ფართო ყურადღება, როგორც ახალი ტიპის მაღალი ტემპერატურის კერამიკული მასალა მაღალი ტემპერატურის ინდუსტრიაში, CA6 და MA-ს ყოვლისმომცველი თვისებების გამო.

ამ ნაშრომში MA კერამიკული, MA-CA2-CA კერამიკული კომპოზიტები და MA-CA კერამიკული კომპოზიტები მომზადდა მაღალი ტემპერატურის მყარი ფაზის აგლომერაციით და შესწავლილი იქნა მინერალიზატორების გავლენა ამ კერამიკული მასალების თვისებებზე. განხილული იქნა მინერალიზატორების გამაგრების მექანიზმი კერამიკის ეფექტურობაზე და მიღებული იქნა შემდეგი კვლევის შედეგები:
(1) შედეგებმა აჩვენა, რომ MA კერამიკული მასალების მოცულობითი სიმკვრივე და მოქნილობის სიმტკიცე თანდათან გაიზარდა აგლომერაციის ტემპერატურის მატებასთან ერთად. 1600 საათზე აგლომერაციის შემდეგ 2h, MA კერამიკის აგლომერაციის შესრულება ცუდი იყო, მოცულობითი სიმკვრივით 3. 17 გ/სმ3 და მოქნილობის სიმტკიცის მნიშვნელობით 133. 31 MPa. მინერალიზატორი Fez03-ის მატებასთან ერთად, MA კერამიკული მასალების სიმკვრივე თანდათან გაიზარდა და მოქნილობის სიმტკიცე ჯერ გაიზარდა და შემდეგ შემცირდა. როცა დანამატის რაოდენობა იყო 3 ვტ. %, მოქნილობის სიმტკიცემ მიაღწია მაქსიმუმ 209. 3MPa.

(2) MA-CA6 კერამიკის მოქმედება და ფაზური შემადგენლობა დაკავშირებულია CaCO და a-AlO ნედლეულის ნაწილაკების ზომასთან, a-Al2O3-ის სიწმინდესთან, სინთეზის ტემპერატურასთან და შენახვის დროს. მცირე ზომის ნაწილაკების CaCO-ს და მაღალი სისუფთავის a-AlzO3-ის ნედლეულის გამოყენებით, 1600℃ ტემპერატურაზე შედუღების შემდეგ და 2 საათის განმავლობაში შენარჩუნების შემდეგ, სინთეზირებულ MA-CA6 კერამიკას აქვს დიდი მოქნილობა. CaCO3-ის ნაწილაკების ზომა მნიშვნელოვან როლს ასრულებს CA ფაზის ფორმირებაში და კრისტალური მარცვლების ზრდა-განვითარებაში MA-CA6 კერამიკულ მასალებში. მაღალ ტემპერატურაზე, Si მინარევები a-Alz0-ში წარმოქმნის გარდამავალ თხევად ფაზას, რაც აიძულებს CA6 მარცვლების მორფოლოგიას თრომბოციტიდან ექვიაქსირებამდე გადაიზარდოს.

(3) გამოკვლეული იყო მინერალიზატორების ZnO და Mg(BO2)z ეფექტი MA-CA კომპოზიტების თვისებებზე და გამაგრების მექანიზმზე. აღმოჩნდა, რომ (Mg-Zn)AI2O4 მყარი ხსნარი და ბორის შემცველი თხევადი ფაზა, რომელიც წარმოიქმნება მინერალიზატორებით ZnO და Mg(BO2)z, ამცირებს MA-ს მარცვლის ზომას და მატულობს MA-ს შემცველობას. ეს მკვრივი ფაზები დაფარულია მიკროკრისტალური MA ნაწილაკებით, რათა წარმოქმნან რეგიონალური დისპერსიული მკვრივი სხეულები, რაც იწვევს CA6 მარცვლების გადაქცევას ეკვაქსიურ მარცვლებად, რითაც ხელს უწყობს MA-CA კერამიკული მასალების გამკვრივებას და აუმჯობესებს მის მოქნილობას.

(4) ანალიტიკურად სუფთა Al2O-ის გამოყენებით a-AlzO-ს ნაცვლად, MA-CA2-CA კერამიკული კომპოზიტები სინთეზირებული იყო ანალიტიკურად სუფთა ნედლეულისგან. შესწავლილი იქნა მინერალიზატორების SnO2 და HBO ზემოქმედება კომპოზიტების ფიზიკურ და მექანიკურ თვისებებზე, მიკროსტრუქტურასა და ფაზურ შემადგენლობაზე.

შედეგები აჩვენებს, რომ მყარი ხსნარი და ბორის შემცველი გარდამავალი თხევადი ფაზა კერამიკულ მასალაში ჩნდება მინერალიზატორების SnO2 და H2BO დამატების შემდეგ; შესაბამისად, ის ცვლის CA2 ფაზას CA ფაზაში და აჩქარებს MA და CA6-ის წარმოქმნას, რითაც აუმჯობესებს კერამიკული მასალის აგლომერაციის აქტივობას. ჭარბი Ca-ს მიერ წარმოქმნილი მკვრივი ფაზა აძლიერებს კავშირს MA და CA6 მარცვლებს შორის, რაც აუმჯობესებს კერამიკული მასალების მექანიკურ თვისებებს.