INDVIRKNING AF FORSINTERINGSTEMPERATUR AF GROVE ANDALUSITPartikler PÅ TERMISK STØDSTANDSDYGTIGHED AF MULLIT-KORUNDUMMATERIALE

Krystalstrukturen af ​​andalusit (Al₂O₃·SiO₂) tilhører det orthorhombiske system, og den termiske udvidelseskoefficient af hans partikler er karakteriseret ved anisotropi. Ved høj temperatur omdannes den irreversibelt til mullit- og SiO₂-rig glasfase, og dens termiske udvidelseskoefficient ændres tilsvarende. Under mullitiseringsprocessen vil krystalaksen ændre sig og blive til lange søjleformede mullitkrystaller. Mikrorevnerne forårsaget af misforholdet mellem termiske udvidelseskoefficienter i prøven vil påvirke prøvens termiske stødmodstand, og forsintringen af ​​andalusitpartikler kan afhjælpe ovenstående effekt
Ændring af forbrændingstemperaturen kan styre graden af ​​mullitisering, og den termiske udvidelseskoefficient for nogle mullit grove partikler vil også ændre sig, hvilket vil påvirke den termiske udvidelseskoefficient forskel mellem de grove andalusit partikler og matrixen og derved påvirke den termiske stødmodstand. af prøven. I dette arbejde blev 20 procent (w) grove andalusitpartikler (granularitet på 5-3 mm) forbrændt ved 1300-1600 grader tilsat til det ildfaste mullit-korund for at undersøge effekten af ​​andalusit-forsintringstemperaturen Effekten af ​​revnestørrelse blev undersøgt, og effekten af ​​præsintringstemperatur på termisk stødmodstand af mullit-korund ildfast materiale blev undersøgt.
prøve
1.1 Råvarer
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 procent , partikelstørrelse d50=100nm Mindre end eller lig med . Bindemidlet er papirmasseaffaldsvæske.
1.2 Prøveforberedelse
Prøveformlen (w) er: 5~3 mm andalusittilslag (ikke forbrændt eller forbrændt ved forskellige temperaturer) 20 procent , 3-1 og mindre end eller lig med 1 mm mullittilslag 2{ {11}} procent hver, mindre end eller lig med 0,044 mm Det tavleformede korundpulver er 31 procent, det aktiverede aluminiumoxidpulver Mindre end eller lig med 0,044 mm er 6 procent, og SiO₂-mikropulveret er 3 procent. Afvej henholdsvis andalusit- og mullitaggregater i henhold til proportionerne, og bland alle de fine pulvere (tabulær korund, aktiveret aluminiumoxid og SiO₂-mikropulver) vejet sammen og kom dem i en kuglemølle til forblanding i 2 timer. Tilsæt først aggregatet i mixeren og bland det med papirmasseaffaldsvæsken i 3 minutter, tilsæt derefter det forblandede pulver og bland det i 15 minutter. Det ensartet blandede mudder presses ind i en lang prøve på 25 mm × 25 mm × 125 mm med en stålform på en tryktestmaskine ved et tryk på 200 MPa. Efter tørring ved 110 grader i 24 timer placeres den i en elektrisk laboratorieovn og holdes ved 1450 grader i 3 timer. fyret.
Derudover tages den fine pulverdel af formlen til batching, og matrixprøven fremstilles ved blanding, støbning og brænding på samme måde som ovenfor, som bruges til termisk ekspansionstest.
1.3 Ydelsestest
Fasesammensætningen af ​​andalusitpartiklerne efter forbrænding blev analyseret med BRUKERD8Focus×diffraktionsanalysator, scanningsområdet var 10 grad ~70 grader, spændingen var 40kV, strømmen var 30mA, og trinstørrelsen var 0,02 grad ; ifølge GB/T7320-2008 blev kalcineringen målt ved ejektorstangsmetoden. Termisk udvidelse af post-matrixprøver ved 25-950 grad . Ifølge GB/T2997-2000 testes bulkdensiteten og den tilsyneladende porøsitet af prøverne efter brænding, den lineære ændringshastighed efter brænding testes i henhold til GB/T5988-2007, bøjningsstyrken ved stuetemperatur er testet i henhold til GB/T3001-2007, og bøjningsstyrken ved stuetemperatur er testet i henhold til YB/T376.2 I 1995 blev de brændte prøvers termiske stødmodstand testet (kendetegnet ved bøjningsfastholdelseshastigheden). styrke efter 5 gange luftkølede termiske stød ved 950 grader), og elasticitetsmodulet blev målt ved hjælp af en normal temperatur elasticitetsmodultester (DEMA-01); ZEISSLICMA scanningselektronmikroskop analyserer mikrostrukturen af ​​den brændte prøve. Prøven skal hærdes med harpiks før testen og derefter korroderes med flussyre i 15 sekunder og derefter sprøjtes med guld.
Resultater og diskussion
2.1 Faseanalyse af andalusit grove partikler efter kalcinering
Efter kalcinering ved 1300 grader er hovedfaserne andalusit og en lille mængde kvarts, hvilket indikerer, at mullit endnu ikke er startet; En del af det er mullit; det hele er mullit efter forsintring ved 1600 grader, hvilket indikerer, at det hele har været mullit. Det kan ses, at restindholdet af andalusit i tilslaget efter forsintring falder med stigningen i forsintringstemperaturen, og mullitomdannelseshastigheden for andalusit stiger med stigningen i forsintringstemperaturen.
2.2 Prøvens fysiske egenskaber
Med stigningen af ​​forsintringstemperaturen af ​​de grove andalusitpartikler aftager udvidelsen af ​​prøven gradvist, indtil den krymper. Andalusit omdannes til mullit- og SiO2-rig glasfase under præsintringsprocessen, og med stigningen i præsintringstemperaturen øges graden af ​​mullitisering af andalusit, og det SiO2-rige glas fase øges også; i mullit-korund Under sintringsprocessen af ​​prøven vil den resterende andalusit fortsætte med at mullitere. På den ene side faldt mængden af ​​resterende andalusit med stigningen af ​​andalusit-forsintringstemperaturen, så volumenudvidelsen af ​​de grove andalusitpartikler fortsatte med at mullitere under sintringsprocessen af ​​prøven gradvist faldt; Med stigningen af ​​sintringstemperaturen øges den SiO2-rige glasfase, således at væskefasens virkning for at fremme sintringen gradvist forstærkes. Baseret på disse to årsager ændres den brændte prøve fra ekspansion til sammentrækning med stigningen i den forbrændte temperatur af grove andalusitpartikler.
Med stigningen i andalusit-kalcineringstemperaturen steg elasticitetsmodulet for calcinerede prøver kontinuerligt, fra 20,23 GPa med ukalcineret andalusit til 36,98 GPa med 1600 graders calcineret andalusit. Med stigningen af ​​præsintringstemperaturen øges graden af ​​mullitisering af grove andalusitpartikler, forskellen i termisk ekspansionskoefficient mellem aggregat og matrix falder, og størrelsen af ​​mikrorevner forårsaget af termisk ekspansionskoefficient mistilpasning falder gradvist. Elasticitetsmodulet for andalusit steg med tilsætning af andalusit forsintringstemperatur.
Med stigningen i præ-sintringstemperaturen af ​​andalusit steg bøjningsstyrken ved stuetemperatur af de brændte prøver gradvist, men styrkeretentionshastigheden faldt gradvist efter at være blevet udsat for luftkølede termiske stød ved 950 grader i 5 gange. Dette kan skyldes, at med stigningen af ​​forsintringstemperaturen, stiger graden af ​​mullitisering af andalusit, og forskellen i termisk udvidelseskoefficient mellem aggregat og matrix falder. Under sintring og afkøling er den termiske udvidelseskoefficient for tilslag og matrix uoverensstemmende. Størrelsen af ​​mikrorevnerne reduceres også gradvist, mens de mindre mikrorevner ikke kan spille en rolle i at lindre termisk spænding, forhindre nye revner og sprækkeudbredelse under termisk chokproces, hvilket resulterer i et gradvist fald i termisk chok. prøvens modstand. . Derfor, sammenlignet med tilsætning af forbrændte andalusit-partikler, har det mullit-korund-ildfaste materiale med uforbrændte andalusit-grove partikler (5~3 mm) bedre modstandsdygtighed over for termisk stød.