Magnesium aluminium spinel(MgAl2O, MgO·Al2Oor MA) mempunyai sifat mekanikal suhu tinggi yang unggul, rintangan pengelupasan yang sangat baik dan rintangan kakisan. Ia adalah seramik suhu tinggi yang paling tipikal dalam sistem Al2O-MgO. Pertumbuhan keutamaan bijirin kalsium heksaaluminat (CaAl12O19, CaO·6AlO atau CA6) di sepanjang satah basal menjadikan ia berkembang menjadi morfologi platelet atau jarum, yang boleh meningkatkan keliatan bahan. Kalsium dialuminat(CaAlO atau CaO·2Al203, CA2)mempunyai pekali pengembangan terma yang rendah. Apabila CAz digabungkan dengan bahan lain dengan takat lebur yang tinggi dan pekali pengembangan yang tinggi, ia boleh menahan kerosakan yang disebabkan oleh kejutan haba. Oleh itu, komposit MA-CA telah mendapat perhatian yang meluas sebagai jenis bahan seramik suhu tinggi baharu dalam industri suhu tinggi kerana sifat komprehensif CA6 dan MA.
Dalam makalah ini, komposit seramik MA, MA-CA2-CA dan komposit seramik MA-CA telah disediakan oleh pensinteran fasa pepejal suhu tinggi, dan pengaruh pemineral terhadap sifat bahan seramik ini telah dikaji. Mekanisme pengukuhan mineralisasi pada prestasi seramik telah dibincangkan, dan hasil penyelidikan berikut diperoleh:
(1) Keputusan menunjukkan bahawa ketumpatan pukal dan kekuatan lenturan bahan seramik MA meningkat secara beransur-ansur dengan peningkatan suhu pensinteran. Selepas pensinteran pada 1600 selama 2hprestasi pensinteran seramik MA adalah lemah, dengan ketumpatan pukal 3. 17g/cm3 dan nilai kekuatan lenturan 133. 31MPa. Dengan peningkatan pemineral Fez03, ketumpatan pukal bahan seramik MA meningkat secara beransur-ansur, dan kekuatan lenturan mula-mula meningkat dan kemudian menurun. Apabila jumlah penambahan adalah 3wt. %, kekuatan lentur mencapai maksimum 209. 3MPa.
(2) Prestasi dan komposisi fasa seramik MA-CA6 adalah berkaitan dengan saiz zarah bahan mentah CaCO dan a-AlO, ketulenan a- Al2O3, suhu sintesis dan masa pegangan. Menggunakan saiz zarah kecil CaCO dan ketulenan tinggi a-AlzO3 sebagai bahan mentah, selepas pensinteran pada 1600℃ dan tahan selama 2j, seramik MA-CA6 yang disintesis mempunyai kekuatan lenturan yang hebat. Saiz zarah CaCO3 memainkan peranan penting dalam pembentukan fasa CA dan pertumbuhan dan perkembangan butiran kristal dalam bahan seramik MA-CA6. Pada suhu tinggi, kekotoran Si dalam a-Alz0 akan membentuk fasa cecair sementara, yang menjadikan morfologi butiran CA6 berkembang daripada platelet kepada equiaxed.
(3) Kesan pemineral ZnO dan Mg(BO2)z ke atas sifat komposit MA-CA dan mekanisme pengukuhan telah disiasat. Didapati bahawa (Mg-Zn)AI2O4 larutan pepejal dan fasa cecair yang mengandungi boron yang dibentuk oleh pemineral ZnO dan Mg(BO2)z menjadikan saiz butiran MA lebih kecil dan kandungan MA meningkat. Fasa tumpat ini disalut dengan zarah MA mikrohabluran untuk membentuk jasad tumpat terabur serantau, yang membawa kepada transformasi butiran CA6 kepada butiran sama, sekali gus menggalakkan pemekatan bahan seramik MA-CA dan meningkatkan kekuatan lenturannya.
(4)Dengan menggunakan Al2O tulen secara analitik dan bukannya a-AlzO, komposit seramik MA-CA2-CA telah disintesis daripada bahan mentah tulen secara analitik. Kesan mineralizer SnO₂ dan HBO ke atas sifat fizikal dan mekanikal, struktur mikro dan komposisi fasa komposit telah dikaji.
Keputusan menunjukkan bahawa larutan pepejal dan fasa cecair sementara yang mengandungi boron muncul dalam bahan seramik selepas menambah mineralizer SnO2 dan H2BO ; masing-masing, ia menjadikan fasa CA2 bertukar kepada fasa CA dan mempercepatkan pembentukan MA dan CA6, sekali gus meningkatkan aktiviti pensinteran bahan seramik. Fasa tumpat yang terbentuk oleh lebihan Ca menjadikan ikatan antara butiran MA dan CA6 ketat, yang meningkatkan sifat mekanikal bahan seramik.
Masa siaran: 29 Ogos 2023