Spinelul de magneziu aluminiu (MgAl2O, MgO·Al2Oor MA) are proprietăți mecanice superioare la temperaturi ridicate, rezistență excelentă la exfoliere și rezistență la coroziune. Este cea mai tipică ceramică la temperatură înaltă din sistemul Al2O-MgO. Creșterea preferențială a granulelor de cristal de hexaaluminat de calciu (CaAl12O19, CaO·6AlO sau CA6) de-a lungul planului bazal îl face să crească într-o morfologie de trombocite sau ac, ceea ce poate spori foarte mult duritatea materialului. Dialuminatul de calciu (CaAlO sau CaO·2Al203, CA2) are un coeficient scăzut de dilatare termică. Atunci când CAz este combinat cu alte materiale cu punct de topire ridicat și coeficient ridicat de dilatare, poate rezista bine la daune cauzate de șocul termic. Prin urmare, compozitele MA-CA au primit o atenție extinsă ca un nou tip de material ceramic la temperatură înaltă în industria de temperatură înaltă, datorită proprietăților sale cuprinzătoare ale CA6 și MA.
În această lucrare au fost preparate compozite ceramice MA, compozite ceramice MA-CA2-CA și compozite ceramice MA-CA prin sinterizare în fază solidă la temperatură înaltă și a fost studiată influența mineralizatorilor asupra proprietăților acestor materiale ceramice. S-a discutat despre mecanismul de întărire al mineralizatorilor asupra performanței ceramicii și s-au obținut următoarele rezultate ale cercetării:
(1) Rezultatele au arătat că densitatea în vrac și rezistența la încovoiere a materialelor ceramice MA au crescut treptat odată cu creșterea temperaturii de sinterizare. După sinterizare la 1600 timp de 2 h, performanța de sinterizare a ceramicii MA a fost slabă, cu o densitate în vrac de 3,17 g/cm3 și o valoare a rezistenței la încovoiere de 133. 31MPa. Odată cu creșterea mineralizatorului Fez03, densitatea în vrac a materialelor ceramice MA a crescut treptat, iar rezistența la încovoiere a crescut mai întâi și apoi a scăzut. Când cantitatea de adăugare a fost de 3 gr. %, rezistența la încovoiere a atins maxim 209. 3MPa.
(2) Performanța și compoziția de fază a ceramicii MA-CA6 sunt legate de dimensiunea particulelor materiilor prime CaCO și a-AlO, puritatea a-Al2O3, temperatura de sinteză și timpul de menținere. Folosind CaCO de dimensiuni mici ale particulelor și a-AlzO3 de înaltă puritate ca materii prime, după sinterizarea la 1600℃ și menținerea timp de 2 ore, ceramica MA-CA6 sintetizată are o rezistență mare la încovoiere. Dimensiunea particulelor de CaCO3 joacă un rol important în formarea fazei CA și în creșterea și dezvoltarea granulelor de cristal în materialele ceramice MA-CA6. La temperatură ridicată, impuritatea Si din a-Alz0 va forma o fază lichidă tranzitorie, ceea ce face ca morfologia boabelor CA6 să evolueze de la trombocite la echiaxial.
(3) Au fost investigate efectul mineralizatorilor ZnO și Mg(BO2)z asupra proprietăților compozitelor MA-CA și mecanismul de întărire. Se constată că soluția solidă (Mg-Zn)AI2O4 și faza lichidă care conține bor formată de mineralizatorii ZnO și Mg(BO2)z fac dimensiunea granulelor de MA mai mică și conținutul de MA crescut. Aceste faze dense sunt acoperite cu particule de MA microcristaline pentru a forma corpuri dense dispersate regional, ceea ce duce la transformarea granulelor de CA6 în boabe echiaxiale, promovând astfel densificarea materialelor ceramice MA-CA și îmbunătățind rezistența la încovoiere a acestuia.
(4) Prin utilizarea Al2O pur analitic în loc de a-AlzO, compozitele ceramice MA-CA2-CA au fost sintetizate din materii prime pure analitic. Au fost studiate efectele mineralizatorilor SnO₂ și HBO asupra proprietăților fizice și mecanice, microstructurii și compoziției de fază a compozitelor.
Rezultatele arată că soluția solidă și faza lichidă tranzitorie care conține bor apar în materialul ceramic după adăugarea mineralizatorilor SnO2 și H2BO; respectiv, face schimbarea fazei CA2 în faza CA și accelerează formarea MA și CA6, îmbunătățind astfel activitatea de sinterizare a materialului ceramic. Faza densă formată de excesul de Ca face legătura dintre boabele MA și CA6 strânsă, ceea ce îmbunătățește proprietățile mecanice ale materialelor ceramice
Ora postării: 29-aug-2023