Horčík-hliníkový spinel (MgAl2O, MgO·Al2O alebo MA) má vynikajúce mechanické vlastnosti pri vysokých teplotách, vynikajúcu odolnosť proti odlupovaniu a odolnosť proti korózii. Je to najtypickejšia vysokoteplotná keramika v systéme Al2O-MgO. Preferenčný rast kryštálových zŕn hexaaluminátu vápenatého (CaAl12O19, CaO·6AlO alebo CA6) pozdĺž bazálnej roviny spôsobuje ich rast do morfológie doštičiek alebo ihličiek, čo môže výrazne zvýšiť húževnatosť materiálu. Dialuminát vápenatý (CaAlO alebo CaO·2Al203, CA2) má nízky koeficient tepelnej rozťažnosti. Keď je CAz zmiešaný s inými materiálmi s vysokým bodom topenia a vysokým koeficientom rozťažnosti, môže dobre odolávať poškodeniu spôsobenému tepelným šokom. Kompozity MA-CA preto získali veľkú pozornosť ako nový typ vysokoteplotného keramického materiálu vo vysokoteplotnom priemysle kvôli svojim komplexným vlastnostiam CA6 a MA.
V tomto príspevku boli MA keramické, MA-CA2-CA keramické kompozity a MA-CA keramické kompozity pripravené vysokoteplotným spekaním v tuhej fáze a bol študovaný vplyv mineralizátorov na vlastnosti týchto keramických materiálov. Diskutovalo sa o mechanizme posilňovania mineralizátorov na výkon keramiky a získali sa tieto výsledky výskumu:
(1) Výsledky ukázali, že objemová hmotnosť a pevnosť v ohybe MA keramických materiálov sa postupne zvyšovali so zvyšovaním teploty spekania. Po spekaní pri 1600 °C počas 2 hodín bol výkon spekania MA keramiky slabý, s objemovou hustotou 3,17 g/cm3 a hodnotou pevnosti v ohybe 133. 31 MPa. S nárastom mineralizátora Fez03 sa objemová hmotnosť keramických materiálov MA postupne zvyšovala a pevnosť v ohybe najskôr rástla a potom klesala. Keď bolo pridané množstvo 3 hmotn. %, pevnosť v ohybe dosiahla maximum 209. 3MPa.
(2) Výkon a fázové zloženie keramiky MA-CA6 súvisí s veľkosťou častíc surovín CaCO a a-AlO, čistotou a-Al2O3, teplotou syntézy a dobou výdrže. Použitím malej veľkosti častíc CaCO a vysokej čistoty a-AlzO3 ako surovín má syntetizovaná keramika MA-CA6 po spekaní pri 1600 ℃ a 2 hodinách veľkú pevnosť v ohybe. Veľkosť častíc CaCO3 hrá dôležitú úlohu pri tvorbe CA fázy a raste a vývoji kryštálových zŕn v keramických materiáloch MA-CA6. Pri vysokej teplote bude nečistota Si v a-Alz0 tvoriť prechodnú kvapalnú fázu, vďaka ktorej sa morfológia zŕn CA6 vyvíja z doštičiek na rovnoosé.
(3) Skúmal sa vplyv mineralizátorov ZnO a Mg(BO2)z na vlastnosti MA-CA kompozitov a mechanizmus spevňovania. Zistilo sa, že tuhý roztok (Mg-Zn)AI2O4 a kvapalná fáza obsahujúca bór tvorená mineralizátormi ZnO a Mg(BO2)z zmenšujú veľkosť zŕn MA a zvyšujú obsah MA. Tieto husté fázy sú potiahnuté mikrokryštalickými MA časticami, aby sa vytvorili regionálne rozptýlené husté telieska, čo vedie k transformácii zŕn CA6 na rovnoosé zrná, čím sa podporuje zhutňovanie keramických materiálov MA-CA a zlepšuje sa ich pevnosť v ohybe.
(4) Použitím analyticky čistého Al2O namiesto a-AlzO boli keramické kompozity MA-CA2-CA syntetizované z analyticky čistých surovín. Študoval sa vplyv mineralizátorov SnO₂ a HBO na fyzikálne a mechanické vlastnosti, mikroštruktúru a fázové zloženie kompozitov.
Výsledky ukazujú, že po pridaní mineralizátorov Sn02 a H2BO sa v keramickom materiáli objavuje tuhý roztok a prechodná kvapalná fáza obsahujúca bór; mení fázu CA2 na fázu CA a urýchľuje tvorbu MA a CA6, čím zlepšuje spekaciu aktivitu keramického materiálu. Hustá fáza tvorená prebytkom Ca upevňuje väzbu medzi zrnami MA a CA6, čo zlepšuje mechanické vlastnosti keramických materiálov
Čas odoslania: 29. augusta 2023