UTICAJ TEMPERATURE PREDSINTERANJA GRUBIH ČESTICA ANDALUZITA NA OTPORNOST NA TERMIČKI UDAR MULIT-KORUND MATERIJALA

Kristalna struktura andaluzita (Al₂O₃·SiO₂) pripada ortorombskom sistemu, a koeficijent termičkog širenja njegovih čestica karakteriše anizotropija. Na visokoj temperaturi, nepovratno se pretvara u mulit i staklenu fazu bogatu SiO₂, a koeficijent termičke ekspanzije mu se mijenja u skladu s tim. Tokom procesa mulitizacije, kristalna os će se promijeniti i postati dugi stupasti kristali mulita. Mikropukotine uzrokovane neusklađenošću koeficijenata toplinske ekspanzije u uzorku će utjecati na otpornost uzorka na termički udar, a prethodno sinteriranje čestica andaluzita može ublažiti gornji učinak
Promjenom temperature prethodnog sagorijevanja može se kontrolirati stupanj mulitizacije, a koeficijent toplinskog širenja nekih krupnih čestica mulita će se također promijeniti, što će utjecati na razliku koeficijenta toplinskog širenja između grubih andaluzitnih čestica i matrice, čime će utjecati na otpornost na termički udar uzorka. U ovom radu, 20 posto (w) grubih andaluzitnih čestica (granularnost od 5-3 mm) prethodno pečenih na 1300-1600 stepenu dodano je u vatrostalni materijal od mulit-korunda kako bi se istražio efekat temperature predsinterovanja andaluzita Proučavan je utjecaj veličine prsline, te utjecaj temperature predsinteriranja na otpornost na toplinski udar mulit-korundskog vatrostalnog materijala.
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 čestice d50=100nm Manja ili jednaka . Vezivo je otpadna tečnost pulpe.
1.2 Priprema uzorka
Formula uzorka (w) je: 5~3mm andaluzit agregat (nije prethodno pečen ili prethodno pečen na različitim temperaturama) 20 posto , 3-1 i manji ili jednak 1 mm mulit agregat 2{ {11}} posto svaki, manje od ili jednako 0,044 mm Tablični prah korunda je 31 posto, aktivirani prah glinice manji ili jednak 0,044 mm je 6 posto, a SiO₂ mikroprašak je 3 posto. Izvagajte agregate andaluzita i mulita prema proporcijama, i pomiješajte sve fine prahove (tabularni korund, aktivirana aluminijeva oksida i SiO₂ mikroprašak) izvagane i stavite ih u mlin s kuglicama za prethodno miješanje 2 sata. Prvo dodajte agregat u mikser i miksajte ga sa otpadnom tečnošću pulpe 3 minuta, zatim dodajte prethodno izmješani prah i miješajte 15 minuta. Ujednačeno izmiješano blato utiskuje se u dugački uzorak od 25mm×25mm×125mm čeličnim kalupom na mašini za ispitivanje pod pritiskom od 200MPa. Nakon sušenja na 110 stepeni tokom 24h, stavlja se u laboratorijsku električnu peć i drži na 1450 stepeni 3h. otpušten.
Osim toga, fini praškasti dio formule uzima se za doziranje, a uzorak matrice se pravi miješanjem, oblikovanjem i pečenjem na isti način kao što je gore navedeno, što se koristi za ispitivanje termičke ekspanzije.
1.3 Testiranje performansi
Fazni sastav čestica andaluzita nakon prethodnog sagorevanja analiziran je BRUKERD8Focus×difrakcionim analizatorom, opseg skeniranja je bio 10 stepen ~70 stepeni, napon je bio 40kV, struja je bila 30mA, a veličina koraka je bila 0,02 stepen ; prema GB/T7320-2008, kalcinacija je mjerena metodom ejektorske šipke. Toplotna ekspanzija post-matričnih uzoraka na 25-950 stepen. Prema GB/T2997-2000, ispituje se nasipna gustina i prividna poroznost uzoraka nakon sagorijevanja, linearna brzina promjene nakon gorenja se ispituje prema GB/T5988-2007, čvrstoća na savijanje na sobnoj temperaturi je ispitan prema GB/T3001-2007, a čvrstoća na savijanje na sobnoj temperaturi je ispitana prema YB/T376.2 1995. godine testirana je otpornost na termički udar pečenih uzoraka (obilježena stopom zadržavanja savojne čvrstoća nakon 5 puta vazdušno hlađenih toplotnih šokova na 950 stepeni), a modul elastičnosti je meren korišćenjem testera modula elastičnosti normalne temperature (DEMA-01); ZEISSLICMA skenirajući elektronski mikroskop analizira mikrostrukturu ispaljenog uzorka. Uzorak je potrebno očvrsnuti smolom prije testa, a zatim ga nagrizati fluorovodoničnom kiselinom 15 sekundi, a zatim poprskati zlatom.
Rezultati i diskusija
2.1 Fazna analiza grubih čestica andaluzita nakon kalcinacije
Nakon kalcinacije na 1300 stepeni, glavne faze su andaluzit i mala količina kvarca, što ukazuje da mulit još nije počeo; Dio je mulit; sve je mulit nakon prethodnog sinterovanja na 1600 stepeni, što ukazuje da je sav mulit. Može se vidjeti da zaostali sadržaj andaluzita u agregatu nakon predsinteriranja opada s povećanjem temperature predsinteriranja, a brzina konverzije mulita andaluzita raste s povećanjem temperature predsinteriranja.
2.2 Fizička svojstva uzorka
Sa povećanjem temperature predsinterovanja grubih andaluzitnih čestica, ekspanzija uzorka se postepeno smanjuje sve dok se ne skupi. Andaluzit se tokom procesa predsinterovanja pretvara u mulitnu i staklenu fazu bogatu SiO2-, a sa povećanjem temperature predsinterovanja povećava se stepen mulitizacije andaluzita, a staklo bogato SiO2- faza se takođe povećava; u mulit-korundu Tokom procesa sinterovanja uzorka, rezidualni andaluzit će nastaviti da mulit. S jedne strane, s povećanjem temperature predsinteriranja andaluzita, količina preostalog andaluzita se smanjivala, tako da se volumna ekspanzija grubih čestica andaluzita nastavila mulitirati tijekom procesa sinteriranja uzorka postupno opadala; Sa povećanjem temperature sinterovanja, staklena faza bogata SiO2- se povećava, tako da se efekat tečne faze koja podstiče sinterovanje postepeno jača. Na osnovu ova dva razloga, pečeni uzorak se mijenja iz ekspanzije u kontrakciju s povećanjem temperature prethodno pečenih grubih čestica andaluzita.
Sa povećanjem temperature kalcinacije andaluzita, modul elastičnosti kalciniranih uzoraka kontinuirano se povećavao, sa 20,23 GPa kod nekalciniranog andaluzita na 36,98 GPa sa 1600 stepeni kalciniranog andaluzita. Sa povećanjem temperature predsinterovanja povećava se stepen mulitizacije grubih čestica andaluzita, smanjuje se razlika u koeficijentu toplinskog širenja između agregata i matrice, a veličina mikropukotina uzrokovanih neusklađenošću koeficijenta toplinske ekspanzije postepeno se smanjuje. Modul elastičnosti andaluzita se povećavao sa dodatkom temperature predsinterovanja andaluzita.
Sa povećanjem temperature predsinterovanja andaluzita, čvrstoća na savijanje na sobnoj temperaturi pečenih uzoraka postupno se povećavala, ali se stopa zadržavanja čvrstoće postepeno smanjivala nakon što su bili izloženi toplotnim udarima hlađenim zrakom na 950 stupnjeva 5 puta. To može biti zato što se s povećanjem temperature predsinterovanja povećava stepen mulitizacije andaluzita, a smanjuje se razlika u koeficijentu toplinskog širenja između agregata i matrice. Tokom sinterovanja i hlađenja, koeficijent toplinskog širenja agregata i matrice je neusklađen. Veličina mikropukotina se također postepeno smanjuje, dok mikropukotine manje veličine ne mogu igrati ulogu u ublažavanju termičkog naprezanja, sprječavanju novih pukotina i širenja pukotina tokom procesa termičkog šoka, što rezultira postupnim smanjenjem termičkog šoka. otpornost uzorka. . Stoga, u poređenju sa dodavanjem većih čestica andaluzita prethodno pečenih, vatrostalni mulit-korund sa nepečenim grubim česticama andaluzita (5~3mm) ima bolju otpornost na termički udar.