Hořčíkový hliník spinel (MgAl2O, MgO·Al2O nebo MA) má vynikající mechanické vlastnosti při vysokých teplotách, vynikající odolnost proti odlupování a odolnost proti korozi.Je to nejtypičtější vysokoteplotní keramika v systému Al2O-MgO.Preferenční růst krystalických zrn hexaaluminátu vápenatého (CaAl12O19, CaO·6AlO nebo CA6) podél bazální roviny způsobuje jejich růst do morfologie destiček nebo jehlic, což může výrazně zvýšit houževnatost materiálu.Dialuminát vápenatý (CaAlO nebo CaO·2Al203, CA2) má nízký koeficient tepelné roztažnosti.Když je CAz smíchán s jinými materiály s vysokým bodem tání a vysokým koeficientem roztažnosti, může dobře odolat poškození způsobenému tepelným šokem.Kompozitům MA-CA se proto dostalo velké pozornosti jako novému typu vysokoteplotního keramického materiálu ve vysokoteplotním průmyslu díky svým komplexním vlastnostem CA6 a MA.
V tomto článku byly MA keramické, MA-CA2-CA keramické kompozity a MA-CA keramické kompozity připraveny vysokoteplotním slinováním v pevné fázi a byl studován vliv mineralizátorů na vlastnosti těchto keramických materiálů.Byl diskutován mechanismus zpevňování mineralizátorů na výkonnost keramiky a byly získány následující výsledky výzkumu:
(1) Výsledky ukázaly, že objemová hmotnost a pevnost v ohybu MA keramických materiálů se postupně zvyšovaly se zvyšováním teploty slinování.Po slinování při 1600 °C po dobu 2 hodin byl slinovací výkon MA keramiky špatný, s objemovou hustotou 3,17 g/cm3 a hodnotou pevnosti v ohybu 133.31 MPa.S nárůstem mineralizátoru Fez03 se objemová hmotnost keramických materiálů MA postupně zvyšovala a pevnost v ohybu nejprve rostla a poté klesala.Když bylo přidané množství 3 hmotn.%, pevnost v ohybu dosáhla maxima 209,3 MPa.
(2) Výkon a fázové složení keramiky MA-CA6 souvisí s velikostí částic surovin CaCO a a-AlO, čistotou a-Al2O3, teplotou syntézy a dobou výdrže.Použitím malých částic CaCO a vysoce čistého a-AlzO3 jako surovin, po slinování při 1600 °C a držení po dobu 2 hodin má syntetizovaná keramika MA-CA6 velkou pevnost v ohybu.Velikost částic CaCO3 hraje důležitou roli při tvorbě CA fáze a růstu a vývoji krystalových zrn v keramických materiálech MA-CA6.Při vysoké teplotě bude nečistota Si v a-Alz0 tvořit přechodnou kapalnou fázi, která způsobí, že se morfologie zrn CA6 vyvine z destiček do rovnoosých.
(3) Byl zkoumán vliv mineralizátorů ZnO a Mg(BO2)z na vlastnosti MA-CA kompozitů a mechanismus zpevňování.Bylo zjištěno, že pevný roztok (Mg-Zn)AI2O4 a kapalná fáze obsahující bor tvořená mineralizátory ZnO a Mg(BO2)z zmenšují velikost zrn MA a zvyšují obsah MA.Tyto husté fáze jsou potaženy mikrokrystalickými částicemi MA za vzniku regionálních rozptýlených hustých těles, což vede k přeměně zrn CA6 na zrna rovnoosá, čímž se podporuje zhuštění keramických materiálů MA-CA a zlepšuje se jejich pevnost v ohybu.
(4) Použitím analyticky čistého Al2O místo a-AlzO byly z analyticky čistých surovin syntetizovány keramické kompozity MA-CA2-CA.Byl studován vliv mineralizátorů SnO₂ a HBO na fyzikální a mechanické vlastnosti, mikrostrukturu a fázové složení kompozitů.
Výsledky ukazují, že pevný roztok a přechodná kapalná fáze obsahující bor se objevují v keramickém materiálu po přidání mineralizátorů SnO2 a H2BO ;respektive mění fázi CA2 na fázi CA a urychluje tvorbu MA a CA6, čímž zlepšuje slinovací aktivitu keramického materiálu.Hustá fáze tvořená přebytkem Ca upevňuje vazbu mezi zrny MA a CA6, což zlepšuje mechanické vlastnosti keramických materiálů
Čas odeslání: 29. srpna 2023