Ca material la temperatură înaltă, mullita are caracteristicile unui punct de înmuiere ridicat sub sarcină, rezistență bună la fluaj și rezistență chimică, coeficient scăzut de dilatare termică și stabilitate termică bună. Când nu există o substanță externă, mulitul se formează ușor la limita granulelor. Faza de sticlă afectează performanța la temperatură ridicată a materialului; la formarea materialului compozit corindon-mullit cu corindon, poate reduce formarea fazei de sticlă și poate îmbunătăți semnificativ proprietățile mecanice. Materialul compozit corindon-mullit concentrează atât corindon, cât și mulită. Avantajele acestui material monofazat, are o rezistență excelentă la temperatură ridicată, rezistență la fluaj, rezistență la șoc termic și o temperatură de utilizare mai mare (1650 de grade), stabilitatea sa chimică este bună și nu este ușor să reacționeze cu produsul ars, în special Potrivit pentru arderea materialelor magnetice moi (ferită) și a ceramicii izolatoare electronice. În prezent, cuptoarele cu plăci de împingere la temperatură înaltă folosesc adesea mobilier pentru cuptoare de corindon-mullit. În comparație cu produsele străine, cărămizile autohtone au o durată de viață și o stabilitate mai scăzute Nu sunt bune, rezistența la uzură și rezistența la încovoiere în timpul aplicării nu sunt ideale și este ușor de purtat și de fracturat în timpul utilizării, în special stabilitatea șocului termic și fluajul sunt nu este ideal, care sunt principalele motive pentru performanța slabă a plăcii de împingere. Structura determină proprietățile. Deoarece corindonul, particulele de mulit și pulberea fină nu vor participa la reacție în timpul procesului de ardere, proprietățile și structura materialului corindon-mullit sunt determinate în principal de conținutul de pulbere de silice și de pulbere de -Al2O3 și de temperatura de ardere. Decizie. Prin urmare, este de importanță practică să studiem influența pulberii micronizate și a temperaturii de ardere asupra performanței la temperatură înaltă a materialelor corindon-mullit. În prezent, cercetarea materialelor corindon-mullit în țară și în străinătate este în mare parte analiză cu un singur factor, care este legată de controlul efectiv. Există un decalaj mare. Pe baza designului optimizat al compoziției și gradației fazei particulelor, această lucrare controlează microstructura ceramicii compozite corindon-mullit prin testul ortogonal al micropulberei de siliciu, micropulberei de alumină și temperatura de ardere la rezistența la temperatură înaltă. , Pentru a îmbunătăți performanța la temperaturi ridicate a ceramicii multifazice.
experiment
1.1 Materii prime
Dimensiunea medie a particulelor de micropulbere -Al2O3 și corindon alb este sub 5μm; micropulberea de SiO2 este luată din Elkem, Norvegia, cu o fracție de masă de 98,3 la sută, iar dimensiunea medie a particulelor este de 5,917 μm; particulele utilizate sunt corindonul tabular, corindonul alb și electric. Mullitul Melt are două specificații privind dimensiunea particulelor: 0-1mm și 1-3mm.
1.2 Determinarea factorilor experimentali
Dacă influența impurităților asupra proprietăților materialelor corindon-mullit este ignorată sau influența impurităților asupra proprietăților materialelor corindon-mullit este considerată a fi aceeași, deoarece corindonul, particulele de mullit și pulberea fină nu vor participa la reacție în timpul procesul de ardere, Se poate considera că performanța materialului corindon-mullit este determinată în principal de fracția de masă a pulberii de silice și a pulberii de -Al2O3 și de temperatura de ardere. Conform rezultatelor testelor anterioare și literaturii [9], starea ortogonală poate fi determinată ca: w( -Al2O3 Micropowder) sunt 7 procente, 9 procente, respectiv 11 procente; w (micropulbere de Si02) sunt 3 procente, 3,5 procente, respectiv 4 procente; temperatura de ardere este de 1600, 1650, respectiv 1700 de grade.
1.3 Formula ceramică multifazică
m (corindon): m (mullit) în faza de legare este de aproximativ 75: 25, iar fracția de masă a fazei de legare este de 36 la sută până la 38 la sută. Compoziția finală a ingredientelor conține Al2O3 cu o fracție de masă de 70% până la 81% și SiO2 cu o fracție de masă de 19% -30%.
În acest studiu, prin ajustarea fracției de masă și a temperaturii de ardere a micropulberei de SiO2 și a micropulberei -Al2O3, microstructura ceramicii compozite corindon-mullit a fost controlată pentru a atinge scopul de a îmbunătăți rezistența la temperatură ridicată a ceramicii compozite. Conform teoriei clasice de acumulare continuă, Andreasen utilizează U(Dp)=100.(Dp/Dpmax)q reprezintă distribuția densității, unde U(Dp) este procentul cumulat sub sită (procent), Dpmax este dimensiunea maximă a particulei și q este indicele Fuller. Testul arată că atunci când q= Acumularea de particule gradate continue la 0.33-0.50 are un raport de goluri mai mic. În acest studiu, q=0.45, astfel încât faza de particule utilizată are o structură de împachetare mai densă. Printre acestea, compoziția a 1#-9# particule este de 1-3mm fază de corindon, fracția de masă este de 47 la sută; 0-1mm mulită topită, fracția de masă este de 15 la sută .
1.4 Metoda experimentală
Pulberea folosită ca fază de legare este amestecată uniform cu o moară cu bile, iar timpul de amestecare este de 12 ore. Faza de particule este amestecată uniform conform formulei proiectate și se adaugă o cantitate adecvată de alcool polivinilic pentru a se agita, apoi se adaugă faza de legare, iar materialul este descărcat după amestecare uniformă. Este format dintr-o presă. După ce probele formate sunt uscate, acestea sunt arse la 1600, 1650 și respectiv 1700 de grade, iar timpul de păstrare este de 4 ore.
Proprietățile fizice și mecanice ale probelor arse sunt realizate în conformitate cu standardele naționale relevante. Testul de stabilitate termică adoptă metoda de răcire cu apă. Eșantionul de 25 mm × 25 mm × 125 mm este utilizat direct pentru test. Cuptorul de înaltă temperatură este încălzit la 1100 de grade, iar proba este introdusă după ce a crescut din nou temperatura la 1100 de grade în intervalul de timp, păstrați-l timp de 30 de minute, scoateți-l și puneți-l în apă curgătoare la temperatura camerei (aproximativ 20 de grade) pentru a se răci rapid timp de 3 minute și utilizați procentul de rezistență reziduală a probei pentru a caracteriza stabilitatea termică a produsului. Condiții de testare a rezistenței la fluaj Pentru a menține temperatura la 1600 de grade în aer timp de 25 de ore. Rezistența la încovoiere la temperatură înaltă este testată cu o probă de 25 mm × 25 mm × 125 mm, iar starea de testare este de 3 ore la 1400 de grade în aer. Microscopul electronic cu scanare S-570 (SEM) este utilizat pentru a observa căldura. Morfologia microstructurii suprafeței fracturate a probei înainte și după impact.
în concluzie
(1) Micropulbere de SiO2, microni -Al2O3 Stabilitatea șocului termic și fluajul au cel mai mare impact, urmate de micropulbere -Al2O3 și micropulbere de siliciu; cele mai bune condiții de testare sunt: w (-Al2O3 micropulbere)=11 procente , w (SiO2 micropulbere)=3 procente , ardere La o temperatură de 1650 grade , proprietățile probei în această condiție sunt: densitate în vrac 2,96 g/cm3, porozitate 18,5 la sută, procent de pierdere a rezistenței la încovoiere 30 la sută, procent de fluaj 0,99 la sută.
(2) Micropulbere de Al2O3, micropulbere de SiO2 și temperatura de ardere vor avea un impact mai mare asupra stării de legătură dintre particule și matrice, precum și asupra mulitei, porilor și -Al2O3 rezidual din matrice, ceea ce va avea un impact mai mare asupra coeficientul de dilatare termică, modulul elastic și conductibilitatea termică au, de asemenea, un impact, care afectează în cele din urmă rezistența la șoc termic a materialului.
(3) Ruptura materialului corindon mulit la temperatura camerei este controlată prin procesul de propagare a fisurii, în timp ce la temperatură ridicată este controlată prin mecanismul de fluaj.
