Magnesiumaluminiumspinell (MgAl2O, MgO·Al2Oor MA) har overlegne høytemperatur mekaniske egenskaper, utmerket avskallingsmotstand og korrosjonsbestandighet.Det er den mest typiske høytemperaturkeramikken i Al2O-MgO-systemet.Den foretrukne veksten av kalsiumheksaaluminat (CaAl12O19, CaO·6AlO eller CA6) krystallkorn langs basalplanet gjør at det vokser til blodplate- eller nålemorfologi, noe som i stor grad kan forbedre materialets seighet.Kalsiumdialuminat (CaAlO eller CaO·2Al203, CA2) har en lav termisk utvidelseskoeffisient.Når CAz er sammensatt med andre materialer med høyt smeltepunkt og høy ekspansjonskoeffisient, kan det godt motstå skade forårsaket av termisk sjokk.Derfor har MA-CA-kompositter fått omfattende oppmerksomhet som en ny type høytemperaturkeramisk materiale i høytemperaturindustrien på grunn av dets omfattende egenskaper til CA6 og MA.
I denne artikkelen ble MA keramikk, MA-CA2-CA keramiske kompositter og MA-CA keramiske kompositter fremstilt ved høytemperatur fastfase sintring, og påvirkningen av mineralisatorer på egenskapene til disse keramiske materialene ble studert.Forsterkningsmekanismen til mineralisatorer på ytelsen til keramikk ble diskutert, og følgende forskningsresultater ble oppnådd:
(1) Resultatene viste at bulktettheten og bøyestyrken til MA keramiske materialer økte gradvis med økningen av sintringstemperaturen.Etter sintring ved 1600 i 2 timer var sintringsytelsen til MA-keramikk dårlig, med en bulkdensitet på 3,17 g/cm3 og en bøyestyrkeverdi på 133.31 MPa.Med økningen av mineralisatoren Fez03 økte bulktettheten til MA keramiske materialer gradvis, og bøyestyrken økte først og deretter redusert.Når tilsetningsmengden var 3 vekt.% nådde bøyestyrken maksimum 209. 3MPa.
(2) Ytelsen og fasesammensetningen til MA-CA6-keramikk er relatert til partikkelstørrelsen til CaCO- og a-AlO-råmaterialer, renheten til a-Al2O3, syntesetemperaturen og holdetiden.Ved å bruke CaCO med liten partikkelstørrelse og høy renhet a-AlzO3 som råmateriale, etter sintring ved 1600 ℃ og holdt i 2 timer, har den syntetiserte MA-CA6-keramikken stor bøyestyrke.Partikkelstørrelsen til CaCO3 spiller en viktig rolle i dannelsen av CA-fase og vekst og utvikling av krystallkorn i MA-CA6 keramiske materialer.Ved høy temperatur vil urenheten Si i a-Alz0 danne en forbigående væskefase, som gjør at morfologien til CA6-korn utvikler seg fra blodplater til likeaksede.
(3) Effekten av mineralisatorer ZnO og Mg(BO2)z på egenskapene til MA-CA-kompositter og forsterkningsmekanismen ble undersøkt.Det er funnet at (Mg-Zn)AI2O4 fast løsning og borholdig væskefase dannet av mineralisatorene ZnO og Mg(BO2)z gjør kornstørrelsen til MA mindre og innholdet av MA øker.Disse tette fasene er belagt med mikrokrystallinske MA-partikler for å danne regionale spredte tette legemer, noe som fører til transformasjon av CA6-korn til likeaksede korn, og dermed fremme fortetting av MA-CA-keramiske materialer og forbedre bøyestyrken.
(4) Ved å bruke analytisk ren Al2O i stedet for a-AlzO, ble MA-CA2-CA keramiske kompositter syntetisert fra analytisk rene råmaterialer.Effektene av mineralisatorer SnO₂ og HBO på de fysiske og mekaniske egenskapene, mikrostrukturen og fasesammensetningen til komposittene ble studert.
Resultatene viser at fast løsning og borholdig forbigående flytende fase vises i det keramiske materialet etter tilsetning av mineralisatorer SnO2 og H2BO;henholdsvis gjør den CA2-fasen til CA-fase og akselererer dannelsen av MA og CA6, og forbedrer dermed sintringsaktiviteten til det keramiske materialet.Den tette fasen som dannes av overflødig Ca gjør bindingen mellom MA- og CA6-korn tett, noe som forbedrer de mekaniske egenskapene til keramiske materialer
Innleggstid: 29. august 2023