Magnesiumalumiinista spinelliä kestävä tulenkestävä materiaali on tulenkestävää materiaalia, jonka magnesium- ja magnesiumoksidipitoisuus (massapisteet) on vähintään 20 prosenttia. Al2O3- ja MgO-pitoisuuksien suuren vaihteluvälin vuoksi käytämme Al2O3:a ja MgO:ta ja MgO:ta. Tärkeimpien kemiallisten aineosien tulenkestävää materiaalia kutsutaan yhteisesti magnesiumalumiinin tulenkestäviksi materiaaleiksi.
MgAl2O4 on magnesiumalumiinin tulenkestävän materiaalin ydin. Se kuuluu tyypilliseen spinellirakenteeseen. Sillä on erinomainen suorituskyky, kuten korkeat sulamispisteet, alhaiset lämpölaajenemiskertoimet, hyvä mekaaninen lujuus ja kuonankestävyys.
Perinteisessä käsityössä on tiettyjä puutteita (eli suuret MgO- ja Al2O3-hiukkaset MgAL2O4:n valmistamiseksi korkean lämpötilan sintrauksen jälkeen), mikä johtaa seuraaviin vaikeuksiin magnesiumin ja alumiinin tulenkestävien materiaalien olemassaolossa: toisaalta sintrauskyky on huono, koska spinellin muodostumisprosessi seuraa 5 % tilavuuden laajennusvaikutuksesta 8 prosenttiin mikrorakenteessa on suuri määrä alkuhalkeamia ja mikrohuokosia, minkä vuoksi tiheiden tuotteiden valmistaminen on vaikeaa. ; toisaalta mekaaniset ominaisuudet ovat huonot. Halkeamat voivat parantaa sen lämpöshokkikykyä jossain määrin, mutta kun suurten hiukkasten spinellien pitoisuus kasvaa, mikrohalkeamat ja lujuushäviöt lisääntyvät, korkean lämpötilan teollisuuden kehitystä on vaikea vastata. Nanoteknologia on tehokas ratkaisu erinomaisen sintraussuorituskyvyn, mekaanisten ominaisuuksien ja seismisenestokykyisten magnesium-alumiinisten tulenkestävien materiaalien tehokkaaseen ratkaisuun.
Nanoteknologian käyttö parantamaan magnesiumin ja alumiinin tulenkestävien materiaalien sintraussuorituskykyä, mekaanista suorituskykyä ja lämpöiskun kestävyyttä pääasiassa kahdessa suhteessa: Ensinnäkin nanohiukkasilla on pintavaikutuksia ja pienikokoisia vaikutuksia, jotka voivat vähentää kosketuspisteitä MgO:n välillä. ja Al2O3, lyhentää hiukkasten välistä diffuusioetäisyyttä, edistää tuotteen sintrausta ja parantaa mekaniikan intensiteettiä. Toiseksi mikrohalkeaman pituuden ja rakeen koon välinen suhde on avain sintraussuorituskyvyn, mekaanisen suorituskyvyn ja tulenkestävän magnesiumalumiinimateriaalin lämpöseismisen välisen suhteen hallitsemiseksi. Kun raekoko on suurempi kuin kriittinen raekoko, materiaalin sisään syntyy halkeamia ja halkeaman pituus kasvaa raekoon mukaan. Raekoko saavuttaa tietyn asteen. Intensiteetti on melkein hukassa. Nanotason raaka-aineita käytettäessä materiaalin sisällä olevien mikrohalkeamien pituutta ja määrää voidaan vähentää. Nanorakeisilla hiukkasilla on helpompi puskuroida lämpöjännitystä ja parantaa materiaalin lujuutta ja sitkeyttä.
