Mineralizatorių įtaka šių keraminių medžiagų savybėms

Magnio aliuminio špinelis (MgAl2O, MgO · Al2Oor MA) pasižymi aukštesnėmis mechaninėmis savybėmis, puikiu atsparumu lupimuisi ir atsparumu korozijai. Tai pati tipiškiausia aukštos temperatūros keramika Al2O-MgO sistemoje. Pirmenybė teikiama kalcio heksaaliuminato (CaAl12O19, CaO · 6AlO arba CA6) kristalų grūdelių augimui bazinėje plokštumoje, todėl jie išauga į trombocitų arba adatų morfologiją, o tai gali labai padidinti medžiagos kietumą. Kalcio dialiuminatas (CaAlO arba CaO·2Al203, CA2) turi mažą šiluminio plėtimosi koeficientą. Kai CAz yra sujungtas su kitomis medžiagomis, turinčiomis aukštą lydymosi temperatūrą ir aukštą plėtimosi koeficientą, jis gali gerai atsispirti terminio šoko sukeltai žalai. Todėl MA-CA kompozitai sulaukė didelio dėmesio kaip naujo tipo aukštos temperatūros keraminės medžiagos aukštos temperatūros pramonėje dėl visapusiškų CA6 ir MA savybių.

Šiame darbe aukštoje temperatūroje kietosios fazės sukepinimo būdu buvo paruošti MA keramikos, MA-CA2-CA keraminiai kompozitai ir MA-CA keraminiai kompozitai, ištirta mineralizatorių įtaka šių keraminių medžiagų savybėms. Buvo aptartas mineralizatorių stiprinimo mechanizmas keramikos veikimui ir gauti šie tyrimų rezultatai:
(1) Rezultatai parodė, kad MA keraminių medžiagų tūrinis tankis ir stiprumas lenkimui palaipsniui didėjo didėjant sukepinimo temperatūrai. Po sukepinimo 1600 °C temperatūroje 2 h, MA keramikos sukepinimo efektyvumas buvo prastas, tūrinis tankis buvo 3,17 g/cm3, o stiprio lenkimas vertė 133. 31 MPa. Didėjant mineralizatoriui Fez03, MA keraminių medžiagų tūrinis tankis palaipsniui didėjo, o lenkimo stipris iš pradžių didėjo, o vėliau mažėjo. Kai pridėtas kiekis buvo 3wt. %, stipris lenkiant pasiekė didžiausią 209. 3MPa.

(2) MA-CA6 keramikos veikimas ir fazinė sudėtis yra susiję su CaCO ir a-AlO žaliavų dalelių dydžiu, a-Al2O3 grynumu, sintezės temperatūra ir laikymo laiku. Naudojant mažų dalelių CaCO ir didelio grynumo a-AlzO3 kaip žaliavas, po sukepinimo 1600 ℃ temperatūroje ir 2 val., susintetinta MA-CA6 keramika turi didelį lenkimo stiprumą. CaCO3 dalelių dydis vaidina svarbų vaidmenį formuojant CA fazę ir augant bei vystant kristalų grūdelius MA-CA6 keraminėse medžiagose. Aukštoje temperatūroje a-Alz0 priemaiša Si sudarys trumpalaikę skystąją fazę, dėl kurios CA6 grūdelių morfologija išsivystys iš trombocitų į lygiagrečius.

(3)Tirtas mineralizatorių ZnO ir Mg(BO2)z poveikis MA-CA kompozitų savybėms ir stiprinimo mechanizmui. Nustatyta, kad (Mg-Zn)AI2O4 kietas tirpalas ir boro turinti skystoji fazė, kurią sudaro mineralizatoriai ZnO ir Mg(BO2)z, sumažina MA grūdelių dydį ir padidina MA kiekį. Šios tankios fazės yra padengtos mikrokristalinėmis MA dalelėmis, kad susidarytų regioniniai dispersiniai tankūs kūneliai, dėl kurių CA6 grūdeliai virsta lygiagrečiais grūdeliais, taip skatinant MA-CA keraminių medžiagų tankinimą ir pagerinant jų lenkimo stiprumą.

(4) Vietoj a-AlzO naudojant analitiškai gryną Al2O, MA-CA2-CA keraminiai kompozitai buvo susintetinti iš analitiškai grynų žaliavų. Ištirtas mineralizatorių SnO₂ ir HBO poveikis kompozitų fizikinėms ir mechaninėms savybėms, mikrostruktūrai ir fazinei sudėčiai.

Rezultatai rodo, kad įdėjus mineralizatorių SnO2 ir H2BO keraminėje medžiagoje atsiranda kieto tirpalo ir boro turinčios trumpalaikės skystosios fazės; atitinkamai keičia CA2 fazę į CA fazę ir pagreitina MA ir CA6 susidarymą, taip pagerindamas keraminės medžiagos sukepinimo aktyvumą. Dėl tankios fazės, kurią sudaro Ca perteklius, ryšys tarp MA ir CA6 grūdelių tampa sandarus, o tai pagerina keraminių medžiagų mechanines savybes