Als materiaal voor hoge temperaturen heeft mulliet de kenmerken van een hoog verwekingspunt onder belasting, goede kruipweerstand en chemische weerstand, lage thermische uitzettingscoëfficiënt en goede thermische stabiliteit. Als er geen externe substantie is, is mulliet gemakkelijk te vormen aan de korrelgrens. De glasfase beïnvloedt de prestaties bij hoge temperaturen van het materiaal; bij het vormen van het korund-mulliet composietmateriaal met korund, kan het de vorming van de glasfase verminderen en de mechanische eigenschappen aanzienlijk verbeteren. Het composietmateriaal korund-mulliet concentreert zowel korund als mulliet. De voordelen van dit eenfasige materiaal, het heeft een uitstekende hoge temperatuursterkte, kruipweerstand, thermische schokbestendigheid en hogere gebruikstemperatuur (1650 graden), de chemische stabiliteit is goed en het is niet gemakkelijk om te reageren met het verbrande product, vooral Geschikt voor het stoken van zachtmagnetische (ferriet)materialen en elektronisch isolerend keramiek. Momenteel gebruiken push-slab-ovens op hoge temperatuur vaak korund-mullietovenmeubels. Vergeleken met buitenlandse producten hebben binnenlandse duwbakstenen een lagere levensduur en stabiliteit Niet goed, de slijtvastheid en buigsterkte tijdens het aanbrengen zijn niet ideaal, en het is gemakkelijk te dragen en te breken tijdens gebruik, vooral de thermische schokstabiliteit en kruip zijn niet ideaal, wat de belangrijkste redenen zijn voor de slechte prestaties van de duwplaat. De structuur bepaalt de eigenschappen. Aangezien korund, mullietdeeltjes en fijn poeder niet deelnemen aan de reactie tijdens het bakproces, worden de eigenschappen en structuur van het korund-mullietmateriaal voornamelijk bepaald door het gehalte aan silicapoeder en -Al2O3-poeder en de baktemperatuur. Beslissing. Daarom is het van praktisch belang om de invloed van gemicroniseerd poeder en de baktemperatuur op de hoge-temperatuurprestaties van korund-mullietmaterialen te bestuderen. Op dit moment is het onderzoek naar materialen van korund-mulliet in binnen- en buitenland meestal enkelvoudige analyse, die verband houdt met daadwerkelijke controle. Er is een grote kloof. Gebaseerd op het geoptimaliseerde ontwerp van de samenstelling en gradatie van de deeltjesfase, regelt dit document de microstructuur van de composietkeramiek van korund en mulliet door middel van de orthogonale test van siliciumdioxide-micropoeder, aluminiumoxide-micropoeder en baktemperatuur tot hoge-temperatuursterkte. , Om de prestaties bij hoge temperaturen van meerfasige keramiek te verbeteren.
experiment
1.1 Grondstoffen
De gemiddelde deeltjesgrootte van -Al2O3-micropoeder en wit korund is minder dan 5 μm; het SiO2-micropoeder is afkomstig uit Elkem, Noorwegen, met een massafractie van 98,3 procent en de gemiddelde deeltjesgrootte is 5,917 μm; de gebruikte deeltjes zijn tabulair korund, wit korund en elektrisch. Smeltmulliet heeft twee specificaties voor deeltjesgrootte: 0-1mm en 1-3mm.
1.2 Bepaling van experimentele factoren
Als de invloed van onzuiverheden op de eigenschappen van korund-mullietmaterialen wordt genegeerd of als de invloed van onzuiverheden op de eigenschappen van korund-mullietmaterialen als hetzelfde wordt beschouwd, aangezien korund, mullietdeeltjes en fijn poeder niet zullen deelnemen aan de reactie tijdens het bakproces, kan worden aangenomen dat de prestaties van korund-mullietmateriaal voornamelijk worden bepaald door de massafractie van silicapoeder en -Al2O3-poeder en de baktemperatuur. Volgens de eerdere testresultaten en literatuur [9] kan de orthogonale toestand worden bepaald als: w(-Al2O3 Micropowder) zijn respectievelijk 7 procent, 9 procent, 11 procent; w (SiO2-micropoeder) zijn respectievelijk 3 procent, 3,5 procent en 4 procent; de baktemperatuur is respectievelijk 1600, 1650, 1700 graden.
1.3 Meerfasige keramische formule
De m (korund):m (mulliet) in de bindingsfase is ongeveer 75:25, en de massafractie van de bindingsfase is 36 procent tot 38 procent. De samenstelling van het uiteindelijke ingrediënt bevat Al2O3 met een massafractie van 70 procent tot 81 procent en SiO2 met een massafractie van 19 procent -30 procent .
In deze studie werd, door de massafractie en baktemperatuur van SiO2-micropoeder en -Al2O3-micropoeder aan te passen, de microstructuur van korund-mulliet composietkeramiek gecontroleerd om het doel te bereiken om de sterkte bij hoge temperaturen van composietkeramiek te verbeteren. Volgens de klassieke continue accumulatietheorie gebruikt Andreasen U(Dp)=100.(Dp/Dpmax)q staat voor de dichtheidsverdeling, waarbij U(Dp) het cumulatieve percentage onder de zeef is ( procent ), Dpmax is het maximale deeltjesgrootte, en q is de Fuller-index. De test laat zien dat wanneer q= De opeenhoping van continu gegradeerde deeltjes bij 0.33-0.50 een kleinere leegteverhouding heeft. In deze studie, q=0.45, zodat de gebruikte deeltjesfase een dichtere pakkingstructuur heeft. Onder hen is de samenstelling van 1#-9# deeltjes 1-3mm korundfase, de massafractie is 47 procent; 0-1mm gefuseerd mulliet, de massafractie is 15 procent.
1.4 Experimentele methode
Het poeder dat als bindfase wordt gebruikt, wordt gelijkmatig gemengd met een kogelmolen en de mengtijd is 12 uur. De deeltjesfase wordt gelijkmatig gemengd volgens de ontworpen formule, en een geschikte hoeveelheid polyvinylalcohol wordt toegevoegd om te roeren, en vervolgens wordt de bindingsfase toegevoegd, en het materiaal wordt afgevoerd na gelijkmatig mengen. Het wordt gevormd door een pers. Nadat de gevormde monsters zijn gedroogd, worden ze gebakken op respectievelijk 1600, 1650 en 1700 graden en de houdtijd is 4 uur.
De fysische en mechanische eigenschappen van de gebakken monsters worden uitgevoerd in overeenstemming met relevante nationale normen. De thermische stabiliteitstest maakt gebruik van de waterkoelingsmethode. Het monster van 25 mm × 25 mm × 125 mm wordt direct voor de test gebruikt. De oven op hoge temperatuur wordt verwarmd tot 1100 graden en het monster wordt erin geplaatst. Na het verhogen van de temperatuur tot 1100 graden binnen de tijdsperiode, bewaar het gedurende 30 minuten, haal het eruit en plaats het in stromend water op kamertemperatuur (ongeveer 20 graden) om snel 3 minuten af te koelen en gebruik het percentage reststerkte van het monster om de thermische stabiliteit van het product te karakteriseren. Testomstandigheden voor kruipweerstand Om de temperatuur in de lucht gedurende 25 uur op 1600 graden te houden. De buigsterkte bij hoge temperatuur wordt getest met een monster van 25 mm × 25 mm × 125 mm en de testconditie is 3 uur bij 1400 graden in de lucht. De S-570 scanning elektronenmicroscoop (SEM) wordt gebruikt om de hitte te observeren. De microstructuurmorfologie van het gebroken oppervlak van het monster voor en na de inslag.
ten slotte
(1) SiO2 micropoeder, -Al2O3 micron Thermische schokstabiliteit en kruip hebben de grootste impact, gevolgd door -Al2O3 micropoeder en silicium micropoeder; de beste testomstandigheden zijn: w ( -Al2O3 micropowder)=11 procent , w (SiO2 micropowder)=3 procent , bakken Bij een temperatuur van 1650 graden zijn de monstereigenschappen onder deze conditie zijn: bulkdichtheid 2,96 g/cm3, porositeit 18,5 procent, buigsterkteverliespercentage 30 procent, kruippercentage 0,99 procent.
(2) -Al2O3-micropoeder, SiO2-micropoeder en baktemperatuur zullen een grotere invloed hebben op de bindingstoestand tussen de deeltjes en de matrix, evenals op mulliet, poriën en achtergebleven -Al2O3 in de matrix, wat een grotere invloed zal hebben op de thermische uitzettingscoëfficiënt, elasticiteitsmodulus en thermische geleidbaarheid hebben ook een impact, die uiteindelijk de thermische schokbestendigheid van het materiaal beïnvloedt.
(3) De breuk van korund-mullietmateriaal bij kamertemperatuur wordt geregeld door het scheurvoortplantingsproces, terwijl het bij hoge temperatuur wordt geregeld door het kruipmechanisme.
