Som ett högtemperaturmaterial har mullit egenskaperna hög mjukningspunkt under belastning, god krypbeständighet och kemisk beständighet, låg värmeutvidgningskoefficient och god termisk stabilitet. När det inte finns något yttre ämne är mullit lätt att bilda vid korngränsen. Glasfasen påverkar materialets höga temperaturprestanda; när man formar korund-mullitkompositmaterialet med korund kan det minska bildningen av glasfasen och avsevärt förbättra de mekaniska egenskaperna. Korund-mullitkompositmaterialet koncentrerar både korund och mullit. Fördelarna med detta enfasmaterial, det har utmärkt högtemperaturhållfasthet, krypmotstånd, termisk chockbeständighet och högre användningstemperatur (1650 grader), dess kemiska stabilitet är bra och det är inte lätt att reagera med den brända produkten, särskilt Lämplig för eldning av mjuka magnetiska (ferrit) material och elektroniskt isolerande keramik. För närvarande använder högtemperaturpush-slab-ugnar ofta korund-mullitugnsmöbler. Jämfört med utländska produkter har inhemska push-slab-tegelstenar en lägre livslängd och stabilitet. Inte bra, slitstyrkan och böjhållfastheten under appliceringen är inte idealiska, och det är lätt att bära och bryta under användning, särskilt den termiska chockstabiliteten och krypningen är inte idealiskt, vilket är huvudorsakerna till tryckplattans dåliga prestanda. Strukturen bestämmer egenskaperna. Eftersom korund, mullitpartiklar och fint pulver inte kommer att delta i reaktionen under bränningsprocessen, bestäms egenskaperna och strukturen hos korund-mullitmaterialet huvudsakligen av innehållet av kiseldioxidpulver och -Al2O3-pulver och bränningstemperaturen. Beslut. Därför är det av praktisk betydelse att studera inverkan av mikroniserat pulver och bränningstemperatur på högtemperaturprestandan hos korund-mullitmaterial. För närvarande är forskningen om korund-mullitmaterial hemma och utomlands mest enfaktoranalys, som är relaterad till faktisk kontroll. Det finns ett stort gap. Baserat på den optimerade utformningen av partikelfassammansättningen och graderingen kontrollerar detta papper mikrostrukturen hos korund-mullitkompositkeramiken genom det ortogonala testet av kiseldioxidmikropulver, aluminiumoxidmikropulver och bränntemperatur till hög temperaturstyrka. , För att förbättra högtemperaturprestandan hos flerfas keramik.
experimentera
1.1 Råvaror
Den genomsnittliga partikelstorleken för -Al2O3 mikropulver och vit korund är under 5 μm; SiO2-mikropulvret är hämtat från Elkem, Norge, med en massandel på 98,3 procent och dess genomsnittliga partikelstorlek är 5,917 μm; partiklarna som används är tabellformig korund, vit korund och elektrisk Smältmullit har två partikelstorleksspecifikationer: 0-1mm och 1-3mm.
1.2 Bestämning av experimentella faktorer
Om påverkan av föroreningar på egenskaperna hos korund-mullitmaterial ignoreras eller påverkan av föroreningar på egenskaperna hos korund-mullitmaterial anses vara densamma, eftersom korund, mullitpartiklar och fint pulver inte kommer att delta i reaktionen under bränningsprocessen, Det kan anses att prestandan hos korund-mullitmaterial huvudsakligen bestäms av massfraktionen av kiseldioxidpulver och -Al2O3-pulver och bränningstemperaturen. Enligt tidigare testresultat och litteratur [9] kan det ortogonala tillståndet bestämmas som: w( -Al2O3 Micropowder) är 7 procent , 9 procent , 11 procent ; w (SiO2-mikropulver) är 3 procent, 3,5 procent respektive 4 procent; eldningstemperaturen är 1600, 1650 respektive 1700 grader.
1.3 Flerfasig keramisk formel
M (korund): m (mullit) i bindningsfasen är ungefär 75:25, och massandelen av bindningsfasen är 36 procent till 38 procent. Den slutliga ingredienssammansättningen innehåller Al2O3 med en massandel på 70 procent till 81 procent och SiO2 med en massandel på 19 procent -30 procent.
I denna studie, genom att justera massfraktionen och bränningstemperaturen för SiO2-mikropulver och -Al2O3-mikropulver, kontrollerades mikrostrukturen av korund-mullitkompositkeramer för att uppnå syftet att förbättra högtemperaturhållfastheten hos kompositkeramer. Enligt den klassiska teorin om kontinuerlig ackumulering använder Andreasen U(Dp)=100.(Dp/Dpmax)q representerar densitetsfördelningen, där U(Dp) är den kumulativa procentandelen under silen ( procent ), Dpmax är maximal partikelstorlek, och q är Fuller-index. Testet visar att när q= ackumuleringen av kontinuerligt graderade partiklar vid 0.33-0.50 har ett mindre tomrumsförhållande. I denna studie, q=0.45, så att partikelfasen som används har en tätare packningsstruktur. Bland dem är sammansättningen av 1#-9# partiklar 1-3mm korundfas, massfraktionen är 47 procent; 0-1mm smält mullit, massandelen är 15 procent .
1.4 Experimentell metod
Pulvret som används som bindningsfas blandas likformigt med en kulkvarn och blandningstiden är 12 timmar. Partikelfasen blandas jämnt enligt den designade formeln, och en lämplig mängd polyvinylalkohol tillsätts för omrörning, och sedan tillsätts bindningsfasen och materialet töms ut efter jämn blandning. Den bildas av en press. Efter att de bildade proverna har torkat bränns de vid 1600, 1650 respektive 1700 grader och hålltiden är 4 timmar.
De fysiska och mekaniska egenskaperna hos de brända proverna utförs i enlighet med relevanta nationella standarder. Det termiska stabilitetstestet använder vattenkylningsmetoden. Provet på 25 mm×25 mm×125 mm används direkt för testet. Högtemperaturugnen värms upp till 1100 grader och provet placeras i Efter att temperaturen höjts till 1100 grader igen inom tidsperioden, håll den i 30 minuter, ta ut den och placera den i rinnande rumstempererat vatten (ca. 20 grader) för att snabbt svalna i 3 minuter, och använd procentandelen av provets reststyrka för att karakterisera produktens termiska stabilitet. Krypmotståndstestförhållanden För att hålla temperaturen vid 1600 grader i luften i 25 timmar. Böjhållfastheten vid hög temperatur testas med ett 25 mm×25 mm×125 mm prov, och testförhållandena är 3 timmar vid 1400 grader i luften. S-570 svepelektronmikroskop (SEM) används för att observera värmen. Mikrostrukturmorfologin hos provets brutna yta före och efter stöten.
Sammanfattningsvis
(1) SiO2 mikropulver, -Al2O3 mikron Termisk chock stabilitet och krypning har störst inverkan, följt av -Al2O3 mikropulver och kisel mikropulver; de bästa testförhållandena är: w ( -Al2O3 mikropulver)=11 procent , w (SiO2 mikropulver)=3 procent , bränning Vid en temperatur på 1650 grader har provets egenskaper under detta tillstånd är: skrymdensitet 2,96g/cm3, porositet 18,5 procent, böjhållfasthetsförlustprocent 30 procent, krypprocent 0,99 procent.
(2) -Al2O3-mikropulver, SiO2-mikropulver och bränningstemperatur kommer att ha större inverkan på bindningstillståndet mellan partiklarna och matrisen, såväl som mullit, porer och kvarvarande -Al2O3 i matrisen, vilket kommer att ha större inverkan på värmeutvidgningskoefficienten, elasticitetsmodulen och värmeledningsförmågan har också en inverkan, vilket i slutändan påverkar materialets värmechockbeständighet.
(3) Sprickan av korundmullitmaterial vid rumstemperatur kontrolleras av sprickutbredningsprocessen, medan den vid hög temperatur kontrolleras av krypmekanismen.
