KARKEIEN ANDALUSIITTIHIukkasten ESISINTRAUSLÄMPÖTILAN VAIKUTUS MULLIITTI-KORUNDIMATERIAALIN LÄMPÖISKUN KESTÄVYYKSI

Andalusiitin (Al2O3·SiO₂) kiderakenne kuuluu ortorombiseen järjestelmään, ja sen hiukkasten lämpölaajenemiskertoimelle on ominaista anisotropia. Korkeassa lämpötilassa se muuttuu palautumattomasti mulliitti- ja SiO2-rikaseksi lasifaasiksi ja sen lämpölaajenemiskerroin muuttuu vastaavasti. Mulliittiprosessin aikana kiteen akseli muuttuu ja muuttuu pitkiksi pylväsmäisiksi mulliittikiteiksi. Näytteen lämpölaajenemiskertoimien yhteensopimattomuudesta johtuvat mikrohalkeamat vaikuttavat näytteen lämpöiskun kestävyyteen, ja andalusiittihiukkasten esisintraus voi lieventää yllä olevaa vaikutusta
Esipolttolämpötilan muuttaminen voi ohjata mulliitin muodostumisastetta, ja myös joidenkin mulliittikarkeiden hiukkasten lämpölaajenemiskerroin muuttuu, mikä vaikuttaa karkeiden andalusiittihiukkasten ja matriisin lämpölaajenemiskerroin eroon, mikä vaikuttaa lämpöshokin kestävyyteen. näytteestä. Tässä työssä 20 prosenttia (w) karkeita andalusiittihiukkasia (rakeisuus 5-3 mm), esipoltettu 1300-1600 asteessa, lisättiin mulliitti-korundi tulenkestävään materiaaliin tutkimaan andalusiitin esisintrauslämpötilan vaikutusta. Tutkittiin halkeaman koon vaikutusta ja esisintrauslämpötilan vaikutusta mulliitti-korundi tulenkestävän materiaalin lämpöiskun kestävyyteen.
testata
1.1 Raaka-aineet
The raw materials are: South African andalusite coarse particles without pre-sintering and pre-sintering at 1300, 1400, 1500, 1600 ℃ for 3 hours, the particle size is 5~3mm, w(Al₂O₃)>57%, w(SiO₂)≈40 %; sintered mullite particles, particle size 3~1 and ≤1mm, w(Al₂O₃)≈69%; tabular corundum powder, w(Al₂O₃)>98%, particle size ≤0.044mm (325 mesh); active oxidation Aluminum powder, w(Al₂O₃)>99%, particle size ≤0.044mm (325 mesh); SiO₂ micropowder, w(SiO₂)>95 prosenttia , hiukkaskoko d50=100nm Pienempi tai yhtä suuri kuin . Sideaine on massajäteneste.
1.2 Näytteen valmistelu
Näytteen kaava (w) on: 5-3 mm andalusiittikiviaines (ei esipoltettu tai esipoltettu eri lämpötiloissa) 20 prosenttia , 3-1 ja pienempi tai yhtä suuri kuin 1 mm mulliittikiviaines 2{ {11}} prosenttia kumpikin, pienempi tai yhtä suuri kuin 0,044 mm Pöytämäinen korundijauhe on 31 prosenttia, aktivoitu alumiinioksidijauhe, joka on pienempi tai yhtä suuri kuin 0,044 mm, on 6 prosenttia ja SiO2-mikrojauhe on 3 prosenttia. Punnitse andalusiitti- ja mulliittiaggregaatit vastaavasti suhteiden mukaan ja sekoita kaikki punnitut hienot jauheet (pöytäkorundi, aktivoitu alumiinioksidi ja SiO2-mikrojauhe) keskenään ja laita ne kuulamyllyyn esisekoitusta varten 2 tunniksi. Lisää ensin kiviaines sekoittimeen ja sekoita massajätenesteen kanssa 3 minuuttia, lisää sitten esisekoitettu jauhe ja sekoita 15 minuuttia. Tasaisesti sekoitettu muta puristetaan pitkäksi näytteeksi 25 mm × 25 mm × 125 mm teräsmuotilla painetestauskoneessa 200 MPa:n paineella. Kun se on kuivattu 110 asteessa 24 tuntia, se asetetaan laboratorion sähköuuniin ja pidetään 1450 asteessa 3 tuntia. potkut.
Lisäksi kaavan hienojauheosa otetaan panostukseen ja matriisinäyte valmistetaan sekoittamalla, muovaamalla ja polttamalla edellä kuvatulla tavalla, jota käytetään lämpölaajenemiskokeeseen.
1.3 Suorituskykytestaus
Andalusiittihiukkasten faasikoostumus esipolton jälkeen analysoitiin BRUKERD8Focus×diffraktio-analysaattorilla, skannausalue oli 10 astetta ~70 astetta, jännite oli 40kV, virta 30mA ja askelkoko oli 0,02. tutkinto ; GB/T7320-2008:n mukaan kalsinointi mitattiin ejektoritankomenetelmällä. Matriisin jälkeisten näytteiden lämpölaajeneminen 25-950 asteessa. GB/T2997-2000 mukaan testataan näytteiden bulkkitiheys ja näennäinen huokoisuus polton jälkeen, lineaarinen muutosnopeus palamisen jälkeen testataan GB/T5988-2007, taivutuslujuus huoneenlämpötilassa mukaan. testataan GB/T3001-2007 mukaisesti ja taivutuslujuus huoneenlämpötilassa YB/T376:n mukaan.2 Vuonna 1995 testattiin poltettujen näytteiden lämpöiskun kestävyys (jolle on ominaista taivutusretentionopeus). lujuus 5-kertaisen ilmajäähdytteisen lämpöiskun jälkeen 950 asteessa), ja kimmomoduuli mitattiin käyttämällä normaalilämpötilan kimmokerroinmittaria (DEMA-01); ZEISSLICMA-pyyhkäisyelektronimikroskooppi analysoi poltetun näytteen mikrorakenteen. Näyte on kovetettava hartsilla ennen testiä ja sen jälkeen syövytettävä fluorivetyhapolla 15 sekunnin ajan ja ruiskutettava sitten kullalla.
tulokset ja keskustelu
2.1 Andalusiitin karkeiden hiukkasten faasianalyysi kalsinoinnin jälkeen
1300 asteen kalsinoinnin jälkeen pääfaasit ovat andalusiitti ja pieni määrä kvartsia, mikä osoittaa, että mulliitti ei ole vielä alkanut; Osa siitä on mulliittia; se on kaikki mulliittia 1600 asteen esisintrauksen jälkeen, mikä osoittaa, että se kaikki on ollut mulliittia. Voidaan nähdä, että kiviaineksen jäännösandalusiittipitoisuus esisintrauksen jälkeen pienenee esisintrauslämpötilan noustessa ja andalusiitin mulliitin konversionopeus kasvaa esisintrauslämpötilan noustessa.
2.2 Näytteen fysikaaliset ominaisuudet
Karkeiden andalusiittihiukkasten esisintrauslämpötilan noustessa näytteen laajeneminen vähenee vähitellen, kunnes se kutistuu. Andalusiitti muuttuu mulliitti- ja SiO2-rikaseksi lasifaasiksi esisintrausprosessin aikana, ja esisintrauslämpötilan noustessa andalusiitin mullitoitumisaste kasvaa ja SiO2-rikas lasi vaihe myös kasvaa; mulliitti-korundissa Näytteen sintrausprosessin aikana jäännösandalusiitti jatkaa mulliittia. Toisaalta andalusiitin esisintrauslämpötilan noustessa jäännösandalusiitin määrä väheni, joten karkeiden andalusiittihiukkasten tilavuuslaajeneminen jatkoi mulliittia näytteen sintrausprosessin aikana vähitellen väheni; Sintrauslämpötilan noustessa SiO2-rikas lasifaasi kasvaa, jolloin nestefaasin sintraamista edistävä vaikutus vahvistuu vähitellen. Näistä kahdesta syystä poltettu näyte muuttuu laajenemisesta supistumiseen karkeiden andalusiittihiukkasten esipoltetun lämpötilan noustessa.
Andalusiitin kalsinointilämpötilan noustessa kalsinoitujen näytteiden kimmomoduuli nousi jatkuvasti, kalsinoitumattoman andalusiitin 20,23 GPa:sta 36,98 GPa:aan 1600 asteen kalsinoidun andalusiitin kanssa. Esisintrauslämpötilan noustessa karkeiden andalusiittihiukkasten mullitoitumisaste kasvaa, aggregaatin ja matriisin lämpölaajenemiskertoimen ero pienenee ja lämpölaajenemiskertoimen yhteensopimattomuudesta johtuvien mikrohalkeamien koko pienenee vähitellen. Andalusiitin kimmokerroin nousi lisäämällä andalusiitin esisintrauslämpötilaa.
Andalusiitin esisintrauslämpötilan noustessa poltettujen näytteiden taivutuslujuus huoneenlämpötilassa kasvoi vähitellen, mutta lujuuden säilyvyysaste pieneni vähitellen sen jälkeen, kun sille oli kohdistettu ilmajäähdytteisiä lämpöiskuja 950 asteessa 5 kertaa. Tämä voi johtua siitä, että esisintrauslämpötilan noustessa andalusiitin mullitoitumisaste kasvaa ja aggregaatin ja matriisin lämpölaajenemiskertoimen ero pienenee. Sintrauksen ja jäähdytyksen aikana aggregaatin ja matriisin lämpölaajenemiskerroin ei täsmää. Myös mikrohalkeamien koko pienenee asteittain, kun taas pienemmät mikrohalkeamat eivät voi lievittää lämpöjännitystä, estää uusien halkeamien ja halkeamien leviämisen lämpöshokkiprosessin aikana, mikä johtaa lämpöshokin asteittaiseen vähenemiseen. näytteen vastus. . Siksi esipoltettujen andalusiittihiukkasten lisäämiseen verrattuna mulliitti-korundi tulenkestävällä esipolttamattomilla andalusiittihiukkasilla (5–3 mm) on parempi lämpöiskun kestävyys.