RUPJU ANDALUSĪTA DAĻIŅU PRIEKŠAPĶEPĒŠANAS TEMPERATŪRAS IETEKME UZ MULĪTA-KORUNDA MATERIĀLA TERMISKO TRIECIENU IZTURĪBU

Andalūzīta (Al2O₃·SiO₂) kristāliskā struktūra pieder ortorombiskajai sistēmai, un tā daļiņu termiskās izplešanās koeficientu raksturo anizotropija. Augstā temperatūrā tas neatgriezeniski pārvēršas mullīta un SiO₂ bagātā stikla fāzē, un attiecīgi mainās tā termiskās izplešanās koeficients. Mullīta procesa laikā kristāla ass mainīsies un kļūs par gariem kolonnveida mullīta kristāliem. Mikroplaisas, ko izraisa termiskās izplešanās koeficientu neatbilstība paraugā, ietekmēs parauga termiskā trieciena pretestību, un andalūzīta daļiņu iepriekšēja saķepināšana var mazināt iepriekš minēto efektu.
Mainot pirmssadegšanas temperatūru, var kontrolēt mullīta pakāpi, kā arī mainīsies dažu mullīta rupjo daļiņu termiskās izplešanās koeficients, kas ietekmēs termiskās izplešanās koeficienta starpību starp rupjām andalūzīta daļiņām un matricu, tādējādi ietekmējot termiskā trieciena pretestību. no parauga. Šajā darbā mullīta-korunda ugunsizturīgajam materiālam tika pievienoti 20 procenti (w) rupju andalūzīta daļiņu (granulitāte 5-3 mm), kas iepriekš tika apdedzinātas pie 1300-1600 grādiem, lai izpētītu andalūzīta pirmssaķepināšanas temperatūras ietekmi. tika pētīta plaisu lieluma ietekme, kā arī pirmssaķepināšanas temperatūras ietekme uz mullīta-korunda ugunsizturīgo materiālu termisko triecienizturību.
pārbaude
1.1 Izejvielas
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 procenti , daļiņu izmērs d50=100nm Mazāks vai vienāds ar . Saistviela ir celulozes atkritumu šķidrums.
1.2. Parauga sagatavošana
Parauga formula (w) ir: 5–3 mm andalūzīta pildviela (nav iepriekš apdedzināta vai iepriekš apdedzināta dažādās temperatūrās) 20 procenti , 3-1 un mazāka par vai vienāda ar 1 mm mullīta pildviela 2{ {11}} procenti katrs, mazāks vai vienāds ar 0,044 mm Tabulu formas korunda pulveris ir 31 procents, aktivētais alumīnija oksīda pulveris, kas mazāks par 0,044 mm vai vienāds ar to, ir 6 procenti, un SiO₂ mikropulveris ir 3 procenti. Nosveriet andalūzīta un mullīta pildvielas atbilstoši proporcijām, sajauciet visus kopā nosvērtos smalkos pulverus (tabula korundu, aktivēto alumīnija oksīdu un SiO₂ mikropulveri) un ievietojiet tos lodīšu dzirnavās iepriekšējai samaisīšanai uz 2 stundām. Vispirms pievienojiet pildvielu maisītājā un 3 minūtes sajauciet ar celulozes atkritumu šķidrumu, pēc tam pievienojiet iepriekš sajaukto pulveri un samaisiet 15 minūtes. Vienmērīgi sajauktie dubļi tiek iespiesti garā paraugā 25 mm × 25 mm × 125 mm ar tērauda veidni spiediena pārbaudes mašīnā ar spiedienu 200 MPa. Pēc žāvēšanas 110 grādos 24h ievieto laboratorijas elektriskajā krāsnī un tur 1450 grādos 3h. atlaists.
Turklāt formulas smalkā pulvera daļa tiek ņemta partijā, un matricas paraugu gatavo, sajaucot, formējot un apdedzinot tādā pašā veidā, kā iepriekš, ko izmanto termiskās izplešanās testam.
1.3 Veiktspējas pārbaude
Andalūzīta daļiņu fāzes sastāvs pēc iepriekšējas sadedzināšanas tika analizēts ar BRUKERD8Focus × ​​difrakcijas analizatoru, skenēšanas diapazons bija 10 grāds ~70 grādi, spriegums 40kV, strāva 30mA un soļa lielums 0,02. grāds ; saskaņā ar GB/T7320-2008 kalcinēšana tika mērīta ar ežektora stieņa metodi. Pēcmatricas paraugu termiskā izplešanās pie 25-950 grādiem. Saskaņā ar GB/T2997-2000 tiek pārbaudīts paraugu tilpuma blīvums un šķietamā porainība pēc sadedzināšanas, lineārās izmaiņas pēc sadedzināšanas tiek pārbaudītas atbilstoši GB/T5988-2007, lieces izturība istabas temperatūrā. tiek pārbaudīta saskaņā ar GB/T3001-2007, un lieces izturība istabas temperatūrā tiek pārbaudīta saskaņā ar YB/T376.2 1995. gadā tika pārbaudīta apdedzināto paraugu termiskā triecienizturība (ko raksturo lieces aiztures koeficients). izturība pēc 5 reizēm ar gaisu dzesētiem termiskiem triecieniem 950 grādu temperatūrā), un elastības modulis tika mērīts, izmantojot parastās temperatūras elastības moduļa testeri (DEMA-01); ZEISSLICMA skenējošais elektronu mikroskops analizē izdedzinātā parauga mikrostruktūru. Pirms testa paraugs ir jāsacietē ar sveķiem un pēc tam 15 s jākorodē ar fluorūdeņražskābi un pēc tam jāapsmidzina ar zeltu.
rezultāti un diskusija
2.1. Andalūzīta rupjo daļiņu fāzes analīze pēc kalcinēšanas
Pēc kalcinēšanas 1300 grādu temperatūrā galvenās fāzes ir andalūzīts un neliels daudzums kvarca, kas liecina, ka mullīts vēl nav sācies; Daļa no tā ir mullīts; tas viss ir mullīts pēc iepriekšējas saķepināšanas 1600 grādu temperatūrā, kas norāda, ka tas viss ir bijis mullīts. Redzams, ka atlikuma andalūzīta saturs agregātā pēc priekšsaķepināšanas samazinās, paaugstinoties pirmssaķepināšanas temperatūrai, un andalūzīta mullīta konversijas ātrums palielinās, paaugstinoties pirmssaķepināšanas temperatūrai.
2.2. Parauga fizikālās īpašības
Palielinoties rupjo andalūzīta daļiņu pirmssaķepināšanas temperatūrai, parauga izplešanās pakāpeniski samazinās, līdz tas saraujas. Andalūzīts pirmssaķepināšanas procesā pārvēršas mullīta un SiO2-bagātajā stikla fāzē, un, paaugstinoties pirmssaķepināšanas temperatūrai, palielinās andalūzīta mullīta pakāpe un SiO2-bagātais stikls. fāze arī palielinās; mullīta-korundā Parauga saķepināšanas procesā atlikušais andalūzīts turpinās mullītu. No vienas puses, paaugstinoties andalūzīta pirmssaķepināšanas temperatūrai, atlikuma andalūzīta daudzums samazinājies, līdz ar to rupjo andalūzīta daļiņu tilpuma izplešanās parauga saķepināšanas procesā turpināja mullīt pamazām; Palielinoties saķepināšanas temperatūrai, palielinās SiO2-bagātīgā stikla fāze, tādējādi pakāpeniski nostiprinās šķidrās fāzes iedarbība, kas veicina saķepināšanu. Pamatojoties uz šiem diviem iemesliem, apdedzinātais paraugs mainās no izplešanās uz saraušanos, palielinoties rupjo andalūzīta daļiņu iepriekš apdedzinātajai temperatūrai.
Paaugstinoties andalūzīta kalcinēšanas temperatūrai, kalcinētu paraugu elastības modulis nepārtraukti pieauga, no 20,23 GPa ar nekalcinētu andalūzītu līdz 36,98 GPa ar 1600 grādu kalcinētu andalūzītu. Paaugstinoties pirmssaķepināšanas temperatūrai, palielinās rupjo andalūzīta daļiņu mullitizācijas pakāpe, samazinās termiskās izplešanās koeficienta starpība starp pildvielu un matricu un pakāpeniski samazinās termiskās izplešanās koeficienta nesakritības radīto mikroplaisu lielums. Andalūzīta elastības modulis palielinājās, pievienojot andalūzīta pirmssaķepināšanas temperatūru.
Palielinoties andalūzīta pirmssaķepināšanas temperatūrai, apdedzināto paraugu lieces izturība istabas temperatūrā pakāpeniski palielinājās, bet stiprības saglabāšanas ātrums pakāpeniski samazinājās pēc tam, kad tie tika pakļauti gaisa dzesēšanas termiskajiem triecieniem 950 grādu temperatūrā 5 reizes. Tas var būt tāpēc, ka, paaugstinoties pirmssaķepināšanas temperatūrai, palielinās andalūzīta mullitizācijas pakāpe un samazinās termiskās izplešanās koeficienta starpība starp pildvielu un matricu. Saķepināšanas un dzesēšanas laikā agregāta un matricas termiskās izplešanās koeficients nav saskaņots. Arī mikroplaisu lielums tiek pakāpeniski samazināts, savukārt mazākās mikroplaisas nevar piedalīties termiskā stresa mazināšanā, novērst jaunas plaisas un plaisu izplatīšanos termiskā šoka procesā, kā rezultātā pakāpeniski samazinās termiskais šoks. parauga pretestība. . Tāpēc, salīdzinot ar iepriekš apdedzinātu andalūzīta lielu daļiņu pievienošanu, mullīta-korunda ugunsizturīgajam materiālam ar neapdedzinātām andalūzīta rupjām daļiņām (5–3 mm) ir labāka termiskā trieciena izturība.