UTJECAJ TEMPERATURE PRETHODNOG SINTEROVANJA GRUBIH ČESTICA ANDALUZITA NA OTPORNOST MATERIJALA MULIT-KORUND NA TOPLINSKE UDARE

Kristalna struktura andaluzita (Al₂O₃·SiO₂) pripada ortorombskom sustavu, a koeficijent toplinske ekspanzije njegovih čestica karakterizira anizotropija. Na visokoj temperaturi nepovratno prelazi u staklenu fazu bogatu mulitom i SiO₂, a koeficijent toplinske ekspanzije mu se mijenja u skladu s tim. Tijekom procesa mulitizacije, os kristala će se promijeniti i postati dugi stupčasti kristali mulita. Mikropukotine uzrokovane neusklađenošću koeficijenata toplinske ekspanzije u uzorku utjecat će na otpornost uzorka na toplinske udare, a prethodno sinteriranje čestica andaluzita može ublažiti gornji učinak
Promjenom temperature prije izgaranja može se kontrolirati stupanj mulitizacije, a koeficijent toplinskog širenja nekih grubih čestica mulita također će se promijeniti, što će utjecati na razliku u koeficijentu toplinskog širenja između grubih čestica andaluzita i matrice, čime će utjecati na otpornost na toplinski udar uzorka. U ovom radu, 20 posto (w) grubih čestica andaluzita (zrnatost od 5-3 mm) prethodno pečenih na 1300-1600 stupnjeva dodano je vatrostalnom materijalu od mulit-korunda kako bi se istražio učinak temperature prethodnog sinterovanja andaluzita Proučavao se učinak veličine pukotine i utjecaj temperature predsinteriranja na otpornost mulit-korund vatrostalnog materijala na toplinski udar.
test
1.1 Sirovine
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 posto, veličina čestica d50=100nm Manje od ili jednako . Vezivo je tekućina otpadne pulpe.
1.2 Priprema uzorka
Formula uzorka (w) je: 5~3 mm andaluzit agregat (nije prethodno pečen ili prethodno pečen na različitim temperaturama) 20 posto, 3-1 i Manje od ili jednako 1 mm mulit agregat 2{ {11}} posto svaki, Manje od ili jednako 0,044 mm Tabularni prah korunda je 31 posto, prah aktivirane glinice Manje ili jednako 0,044 mm je 6 posto, a SiO₂ mikroprah je 3 posto. Izvažite andaluzit i mulit agregate prema omjerima i pomiješajte sve izvagane fine prahove (tabularni korund, aktivirani aluminijev oksid i SiO₂ mikroprah) i stavite ih u kuglični mlin za prethodno miješanje 2 sata. Prvo dodajte agregat u mikser i miješajte ga s tekućinom otpadne pulpe 3 minute, zatim dodajte prethodno izmiješani prah i miješajte 15 minuta. Jednolično izmiješana isplaka preša se u dugački uzorak od 25 mm × 25 mm × 125 mm čeličnim kalupom na stroju za ispitivanje tlaka pri tlaku od 200 MPa. Nakon sušenja na 110 stupnjeva tijekom 24 sata, stavlja se u laboratorijsku električnu peć i drži se na 1450 stupnjeva 3 sata. otpušten.
Osim toga, fini praškasti dio formule uzima se za šaržu, a uzorak matrice se izrađuje miješanjem, oblikovanjem i pečenjem na isti način kao gore, koji se koristi za ispitivanje toplinske ekspanzije.
1.3 Testiranje performansi
Fazni sastav čestica andaluzita nakon prethodnog spaljivanja analiziran je BRUKERD8Focus×difrakcijskim analizatorom, raspon skeniranja bio je 10 stupanj ~70 stupnjeva, napon je bio 40 kV, struja je bila 30 mA, a veličina koraka bila je 0,02 stupanj ; prema GB/T7320-2008, kalcinacija je mjerena metodom ejektorske šipke. Toplinsko širenje uzoraka nakon matrice na 25-950 stupnjeva. Prema GB/T2997-2000, ispituje se nasipna gustoća i prividna poroznost uzoraka nakon spaljivanja, linearna stopa promjene nakon gorenja ispituje se prema GB/T5988-2007, čvrstoća na savijanje na sobnoj temperaturi ispitan je prema GB/T3001-2007, a čvrstoća na savijanje na sobnoj temperaturi je ispitana u skladu s YB/T376.2 Godine 1995. ispitana je otpornost na toplinski udar pečenih uzoraka (karakterizirana stopom zadržavanja savijanja čvrstoća nakon 5 puta toplinskih šokova hlađenih zrakom na 950 stupnjeva), a modul elastičnosti izmjeren je pomoću uređaja za ispitivanje modula elastičnosti normalne temperature (DEMA-01); ZEISSLICMA skenirajući elektronski mikroskop analizira mikrostrukturu pečenog uzorka. Uzorak je potrebno očvrsnuti smolom prije testa, a zatim nagrizati fluorovodičnom kiselinom 15 sekundi i zatim poprskati zlatom.
Rezultati i rasprava
2.1 Fazna analiza grubih čestica andaluzita nakon kalcinacije
Nakon kalcinacije na 1300 stupnjeva, glavne faze su andaluzit i mala količina kvarca, što ukazuje da mulit još nije počeo; Dio je mulit; sve je mulit nakon prethodnog sinteriranja na 1600 stupnjeva, što ukazuje da je sve bilo mulit. Može se vidjeti da sadržaj zaostalog andaluzita u agregatu nakon predsinteriranja opada s porastom temperature predsinteriranja, a stupanj konverzije mulita andaluzita raste s porastom temperature predsinteriranja.
2.2 Fizička svojstva uzorka
S porastom temperature predsinteriranja grubih čestica andaluzita, ekspanzija uzorka se postupno smanjuje sve dok se ne skupi. Andaluzit se tijekom procesa predsinteriranja pretvara u staklenu fazu bogatu mulitom i SiO2-, a s povećanjem temperature predsinteriranja povećava se stupanj mulitizacije andaluzita, a staklo bogato SiO2- faza se također povećava; u mulit-korundu Tijekom procesa sinteriranja uzorka, zaostali andaluzit će nastaviti mulitirati. S jedne strane, s povećanjem temperature predsinteriranja andaluzita, količina zaostalog andaluzita se smanjila, tako da se ekspanzija volumena grubih čestica andaluzita nastavila pretvarati u mulit tijekom procesa sinteriranja uzorka postupno smanjila; S porastom temperature sinteriranja povećava se staklena faza bogata SiO2-, tako da učinak tekuće faze za poticanje sinteriranja postupno jača. Na temelju ova dva razloga, pečeni uzorak prelazi iz ekspanzije u kontrakciju s povećanjem temperature prethodno pečenja grubih čestica andaluzita.
S porastom temperature kalcinacije andaluzita, modul elastičnosti kalciniranih uzoraka kontinuirano se povećavao, od 20,23 GPa s nekalciniranim andaluzitom do 36,98 GPa s 1600 stupnjeva kalciniranim andaluzitom. S povećanjem temperature predsinteriranja povećava se stupanj mulitizacije grubih čestica andaluzita, smanjuje se razlika u koeficijentu toplinskog rastezanja između agregata i matrice, a veličina mikropukotina uzrokovanih neusklađenošću koeficijenata toplinskog rastezanja postupno se smanjuje. Modul elastičnosti andaluzita povećao se s dodatkom temperature predsinteriranja andaluzita.
S povećanjem temperature prethodnog sinteriranja andaluzita, čvrstoća na savijanje na sobnoj temperaturi pečenih uzoraka postupno se povećavala, ali se stopa zadržavanja čvrstoće postupno smanjivala nakon što su bili podvrgnuti zrakom hlađenim toplinskim udarima na 950 stupnjeva 5 puta. To može biti zato što se s povećanjem temperature predsinteriranja povećava stupanj mulitizacije andaluzita, a smanjuje razlika u koeficijentu toplinskog rastezanja između agregata i matrice. Tijekom sinteriranja i hlađenja, koeficijent toplinskog širenja agregata i matrice je neusklađen. Veličina mikropukotina također se postupno smanjuje, dok mikropukotine manje veličine ne mogu igrati ulogu u ublažavanju toplinskog naprezanja, sprječavanju novih pukotina i širenja pukotina tijekom procesa toplinskog udara, što rezultira postupnim smanjenjem toplinskog udara otpornost uzorka. . Stoga, u usporedbi s dodavanjem velikih čestica prethodno pečenog andaluzita, vatrostalni materijal od mulita i korunda s grubim česticama andaluzita koji nije prethodno pečen (5~3 mm) ima bolju otpornost na toplinski udar.