Al2O3-MgO-CaO系耐火材料烧结行为及力学性能的研究

来源 :东北大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wangqiang1818
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
Al2O3-MgO质耐火材料因其良好的耐高温、耐热震和抗熔渣侵蚀性能,被广泛应用于冶金炉窑的工作衬和功能元件,但其较大的体积密度和较高的生产成本阻碍了其进一步的应用。向Al2O3-MgO质耐火材料中引入CaO构成Al2O3-MgO-CaO质耐火材料有利于实现耐火材料的轻量化,促进节能减排,然而该体系耐火材料制备过程中的烧结行为、显微结构及其性能等基本问题尚缺乏系统的研究。因此,本文以Al2O3、MgO、CaCO3分析纯试剂为初始原料,采用二步煅烧工艺制备了 Al2O3-MgO-CaO系耐火材料,确定了适宜的CaO添加量,并在此基础上进一步研究了 ZrO2添加剂对该体系耐火材料烧结致密化行为及力学性能的影响规律。通过以上研究,得出以下结论:(1)1200℃预烧后,添加CaO试样中镁铝尖晶石化反应受到抑制;1500℃预烧后,各反应均进行完全,有利于排除反应产生的体积效应造成的不利影响。(2)采用预烧工艺后,原料致密度显著提高,与低温预烧(1200℃)相比,1500℃预烧后,α-Al2O3和MA晶粒显著长大,熟料致密性更好,生坯相对密度高达60%以上。但1500℃预烧后新相晶粒尺寸较大,烧结活性变差,且能耗较高。因此选择1200℃作为最佳预烧温度。(3)采用1200℃预烧—1600℃二步烧成工艺,当CaO含量为4%时,其致密性最差,相对密度仅为67.1%。而当CaO含量为8%时,由于该体系中CA2晶粒的良好发育,有效地促进了烧结及致密化,相对密度达到了 78.2%,高于未添加CaO时的71.9%。因此可以确定适宜的CaO添加量为8%,即构成MA-CA2-CA6耐火材料。(4)当向MA-CA2-CA6耐火材料引入ZrO2添加剂后,Zr4+通过置换Al3+而固溶到CA6晶粒中,促使晶格缺陷、即离子空位浓度增加,加快了离子扩散传质过程,从而极大地促进了固相烧结过程。在冷却过程中,部分固溶的ZrO2从CA6晶界析出,起到了粘结相的作用。(5)由于CA6晶粒各向异性生长,形成大型片状形貌,不利于晶间气孔的排除,导致形成了一个多孔的交织网状结构,阻碍了 MA-CA2-CA6耐火材料的进一步致密化。而ZrO2的引入能抑制CA6晶粒沿基面异常长大,并促进其各向同性生长,从而消除了 CA6的多孔结构,因此显著地促进了该体系耐火材料的致密化。当ZrO2添加量分别为4%和6%时,其显气孔率由未添加时的22.1%分别降低至6.8%和5.9%,实现了良好的致密化过程。(6)ZrO2添加能显著提高MA-CA2-CA6体系耐火材料的常温抗压强度和抗弯强度。1600℃烧成后,当ZrO2添加量为4%时,其常温抗压强度和抗弯强度由未添加时的376 MPa和83MPa分别增加到576MPa和154MPa,这主要是因为致密度的显著提高、气孔尺寸的减小以及没有引起晶粒的明显粗化;另一方面,冷却过程中部分ZrO从CA6固溶体中析出,在晶界处起到了增强晶粒键联强度的作用。(7)当向MA-CA2-CA6耐火材料引入ZrO2添加剂后,由于显微结构致密性的显著提高,使得四方晶型ZrO2(t-ZrO2)被完整地保存下来了,有效地抑制了裂纹的传播和扩散,从而有利于提高该体系耐火材料的断裂韧性,当ZrO2添加量为4%时,断裂韧性值由未添加时的 3.73MPa·m1/2 增大到4.83MPa·m1/2。
其他文献
<正> 伊斯兰教产生于以阿拉伯人为主要居民的阿拉伯半岛,后来作为一种政治文化力量向外辐射才成为一种世界性宗教。因此,本文只将论述范围限于具有代表性的以阿拉伯人为主要
近年来,笔者在临床实践中,以自拟百部汤治疗阴虱146例,收效甚佳.报道如下.
合成气合成乙醇因其原料来源广、能源利用率高等优点被认为是最有前景的合成途径之一。Rh基催化剂对乙醇具有较高的选择性,并且反应条件温和,但CO转化率低,且金属Rh价格昂贵,限制了其在工业上的应用。目前,Cu催化剂因廉价、易得和CO转化率高等优点被广泛研究,但是Cu催化剂上C-O键较难断裂,不能为C-C链增长提供必要的CH_x,容易形成甲醇。因此,为了提高乙醇的选择性,通过金属助剂和载体改性Cu催化剂
6082铝合金在工况条件下(含有NaCl融雪剂的雪水中)容易发生电化学腐蚀,使得道路交通存在极大的安全隐患。因此,研究氯离子含量对铝合金的影响,分析6082铝合金在NaCl腐蚀介质中的电化学腐蚀过程和腐蚀机理,具有重大的意义。此外,选择恰当的缓蚀剂是一种控制铝合金电化学腐蚀的有效手段。本文采用动电位极化曲线测试结合扫描电子显微镜和能谱仪(SEM-EDS)、透射电子显微镜(TEM)、背散射电子衍射(
农村商业银行在我国的银行业金融机构中,属于小银行范畴。在我国的农村发展,中小企业成长过程中发挥了重要作用。贷款业务是农村商业银行的重要组成部分,是小银行生存的基础
随着企业或单位业务系统建设数量与复杂程度的增加,其产生的数据种类与日俱增,由于建设规范与标准不一,数据的共享成为一大问题。利用基于SOAXML、Web Service、UDDI等核心技术,
利用中国西部280站地面降水资料和NCEP再分析OLR资料,采用EOF、相关分析方法,分析了中国西部OLR与降水的关系。结果表明:(1)中国西部秋季OLR高值区与降水低值区相吻合,OLR低
未来作战后勤信息化装备大量应用于战场,对装备保障效能提出越来越高的要求,而机场油料装备的技战术水平随之得到质的提升,这就要求与之相适应的训练方法同步升级。信息化训
目的:本实验旨在研究白介素-11(IL-11)对急性淋巴细胞白血病(ALL)小鼠骨髓移植后移植物抗宿主病(GVHD)及移植物抗白血病(GVL)的影响及其可能的相关机制。 方法:分别将20只健
线粒体是真核细胞的能量代谢中心,线粒体基因组的不稳定会导致线粒体氧化磷酸化与ATP合成障碍,引起线粒体功能失调,进一步影响细胞的能量代谢、自由基的产生和细胞凋亡等过程