刚玉—莫来石复相陶瓷既具有莫来石相熔点高、热膨胀系数低、抗蠕变、抗热震等优点,同时也具有刚玉相弹性高、耐磨、抗化学侵蚀、抗氧化等优点;而且莫来石与刚玉原料丰富、性价比高,被认为是当今最有发展前途的高温抗热震陶瓷材料。刚玉—莫来石复相陶瓷推板作为制备陶瓷器件用的辅助材料,有着广阔的应用前景。目前刚玉—莫来石质复相陶瓷的研究主要集中在常温条件下的宏观性能方面,不同研究者得到的性能差异较大、稳定性较差。国内产品的抗热震性和蠕变性能与国外产品相差无几,但使用寿命方面仍有一定的差距。因此有必要对影响刚玉—莫来石复相陶瓷推板性能的因素进行深入的系统研究,提高产品使用寿命和可靠性。 本文全面论述了刚玉—莫来石复相陶瓷的研究概况、发展趋势以及使用当中存在的问题,针对材料在使用过程中经常出现的失效现象,以抗热震性理论和蠕变机制为基础,综合分析失效产生的影响因素。在此基础上,利用热膨胀失配机制,以刚玉和莫来石为复合颗粒料,以氧化铝粉和无定型硅微粉为粉料,以硅铝凝胶为结合剂,在1600℃高温条件下烧成试样。从原料选择、组分配方、制备工艺、应用过程中损毁机理、显微结构各个方面都进行了深入的研究。 在原料方面,以板状刚玉和电熔莫来石为骨料,板状刚玉强度高,颗粒表面粗糙,可以在复相陶瓷当中起到网络骨架作用;电熔莫来石纯度高,晶粒发育良好,表面光滑,应预先进行表面粗化处理。采用的氧化铝粉和无定型硅微粉具有较高的反应活性,有利于高温下反应生成莫来石,提高结构网络紧密度。用硅铝凝胶作为结合剂能够增强颗粒与粉料之间的结合,而且能在不引入其他杂质的情况下生成莫来石。 在刚玉与莫来石的质量比为3/1的条件下,根据粒度组成计算公式和连续堆积理论,以正交试验为基础,确定不同大小颗粒之间的级配和不同组分的含量,得出最优的组分配方,制得样品的体积密度和气孔率分别为2.68g/cm~3和14.97%。在制备工艺过程中,混料时颗粒料先与结合剂混合,然后再加入混合均匀的粉料,使粉料依靠结合剂充分包裹在颗粒表面,使颗粒相互之间产生了一定的缓冲作用,一方面有利于克服成型过程大颗粒的破碎,另一方面使颗粒之间的空隙有效的被粉料填充。经过24小时困料,在摩擦压机上成型,1600℃烧成后样品的抗