Als Hochtemperaturmaterial hat Mullit die Eigenschaften eines hohen Erweichungspunkts unter Belastung, einer guten Kriechfestigkeit und Chemikalienbeständigkeit, eines niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten und einer guten Wärmebeständigkeit. Wenn keine äußere Substanz vorhanden ist, bildet sich leicht Mullit an der Korngrenze. Die Glasphase beeinflusst die Hochtemperaturleistung des Materials; bei der Bildung des Korund-Mullit-Verbundwerkstoffes mit Korund kann die Bildung der Glasphase reduziert und die mechanischen Eigenschaften deutlich verbessert werden. Das Korund-Mullit-Verbundmaterial konzentriert sowohl Korund als auch Mullit. Die Vorteile dieses einphasigen Materials sind seine ausgezeichnete Hochtemperaturfestigkeit, Kriechfestigkeit, Temperaturwechselbeständigkeit und höhere Gebrauchstemperatur (1650 Grad), seine chemische Stabilität ist gut und es ist insbesondere nicht einfach, mit dem verbrannten Produkt zu reagieren Geeignet zum Brennen von weichmagnetischen (Ferrit) Materialien und elektrisch isolierenden Keramiken. Derzeit werden in Hochtemperatur-Schubladenöfen häufig Korund-Mullit-Brennhilfsmittel verwendet. Im Vergleich zu ausländischen Produkten haben inländische Push-Slab-Ziegel eine geringere Lebensdauer und Stabilität. Nicht gut, die Verschleißfestigkeit und Biegefestigkeit während der Anwendung sind nicht ideal, und sie sind während des Gebrauchs leicht zu tragen und zu brechen, insbesondere die Thermoschockstabilität und das Kriechen sind nicht ideal, was die Hauptgründe für die schlechte Leistung der Betätigungsplatte sind. Die Struktur bestimmt die Eigenschaften. Da Korund, Mullitpartikel und feines Pulver während des Brennvorgangs nicht an der Reaktion teilnehmen, werden die Eigenschaften und die Struktur des Korund-Mullit-Materials hauptsächlich durch den Gehalt an Silikapulver und -Al2O3-Pulver und die Brenntemperatur bestimmt. Entscheidung. Daher ist es von praktischer Bedeutung, den Einfluss des mikronisierten Pulvers und der Brenntemperatur auf das Hochtemperaturverhalten von Korund-Mullit-Werkstoffen zu untersuchen. Derzeit ist die Forschung an Korund-Mullit-Materialien im In- und Ausland hauptsächlich eine Einfaktoranalyse, die sich auf die tatsächliche Kontrolle bezieht. Es gibt eine große Lücke. Basierend auf dem optimierten Design der Partikelphasenzusammensetzung und -abstufung steuert dieses Papier die Mikrostruktur der Korund-Mullit-Verbundkeramik durch den orthogonalen Test von Siliziumdioxid-Mikropulver, Aluminiumoxid-Mikropulver und Brenntemperatur auf Hochtemperaturfestigkeit. , Um die Hochtemperaturleistung von Mehrphasenkeramiken zu verbessern.
Experiment
1.1 Rohstoffe
Die durchschnittliche Partikelgröße von -Al2O3-Mikropulver und weißem Korund liegt unter 5 μm; das SiO2-Mikropulver stammt aus Elkem, Norwegen, mit einem Massenanteil von 98,3 Prozent und einer durchschnittlichen Partikelgröße von 5,917 μm; Die verwendeten Partikel sind Tafelkorund, weißer Korund und Elektroschmelzmullit hat zwei Partikelgrößenspezifikationen: 0-1 mm und 1-3 mm.
1.2 Bestimmung experimenteller Faktoren
Wenn der Einfluss von Verunreinigungen auf die Eigenschaften von Korund-Mullit-Materialien vernachlässigt wird oder der Einfluss von Verunreinigungen auf die Eigenschaften von Korund-Mullit-Materialien als gleich betrachtet wird, werden Korund, Mullitpartikel und feines Pulver währenddessen nicht an der Reaktion teilnehmen Der Brennprozess, Es kann davon ausgegangen werden, dass die Leistung von Korund-Mullit-Material hauptsächlich durch den Massenanteil von Quarzpulver und -Al2O3-Pulver und die Brenntemperatur bestimmt wird. Gemäß den vorherigen Testergebnissen und der Literatur [9] kann die orthogonale Bedingung wie folgt bestimmt werden: w(-Al2O3-Mikropulver) sind 7 Prozent, 9 Prozent bzw. 11 Prozent; w (SiO2-Mikropulver) sind 3 Prozent, 3,5 Prozent bzw. 4 Prozent; Die Brenntemperatur beträgt 1600, 1650 bzw. 1700 Grad.
1.3 Mehrphasige Keramikformel
Das m (Korund): m (Mullit) in der Bindephase beträgt etwa 75:25, und der Massenanteil der Bindephase beträgt 36 Prozent zu 38 Prozent. Die endgültige Inhaltsstoffzusammensetzung enthält Al2O3 mit einem Massenanteil von 70 Prozent bis 81 Prozent und SiO2 mit einem Massenanteil von 19 Prozent -30 Prozent.
In dieser Studie wurde durch Anpassen des Massenanteils und der Brenntemperatur von SiO2-Mikropulver und -Al2O3-Mikropulver die Mikrostruktur von Korund-Mullit-Verbundkeramiken kontrolliert, um den Zweck der Verbesserung der Hochtemperaturfestigkeit von Verbundkeramiken zu erreichen. Gemäß der klassischen kontinuierlichen Akkumulationstheorie verwendet Andreasen U(Dp)=100.(Dp/Dpmax)q stellt die Dichteverteilung dar, wobei U(Dp) der kumulierte Prozentsatz unter dem Sieb (Prozent) ist, Dpmax der maximale Teilchengröße, und q ist der Fuller-Index. Der Test zeigt, dass, wenn q= Die Ansammlung kontinuierlich abgestufter Partikel bei 0.33-0.50 ein kleineres Hohlraumverhältnis aufweist. In dieser Studie ist q=0.45, so dass die verwendete Partikelphase eine dichtere Packungsstruktur hat. Unter ihnen ist die Zusammensetzung von 1 # -9 # Partikeln 1-3 mm Korundphase, der Massenanteil beträgt 47 Prozent; 0-1mm Schmelzmullit, der Massenanteil beträgt 15 Prozent .
1.4 Experimentelle Methode
Das als Bindephase verwendete Pulver wird mit einer Kugelmühle gleichmäßig gemischt, die Mischzeit beträgt 12 h. Die Teilchenphase wird gemäß der entworfenen Formel gleichmäßig gemischt, und eine geeignete Menge Polyvinylalkohol wird zum Rühren zugegeben, und dann wird die Bindephase zugegeben, und das Material wird nach gleichmäßigem Mischen ausgetragen. Es wird durch eine Presse gebildet. Nachdem die geformten Proben getrocknet sind, werden sie bei 1600, 1650 bzw. 1700 Grad gebrannt, und die Haltezeit beträgt 4 Stunden.
Die physikalischen und mechanischen Eigenschaften der gebrannten Proben werden gemäß den einschlägigen nationalen Normen durchgeführt. Der thermische Stabilitätstest wendet das Wasserkühlungsverfahren an. Die Probe von 25 mm × 25 mm × 125 mm wird direkt für den Test verwendet. Der Hochtemperaturofen wird auf 1100 Grad erhitzt, und die Probe wird hineingelegt 20 Grad ), um 3 Minuten lang schnell abzukühlen, und verwenden Sie den Prozentsatz der Restfestigkeit der Probe, um die thermische Stabilität des Produkts zu charakterisieren. Testbedingungen der Kriechfestigkeit Um die Temperatur 25 Stunden lang an der Luft auf 1600 Grad zu halten. Die Hochtemperatur-Biegefestigkeit wird mit einer Probe von 25 mm × 25 mm × 125 mm getestet, und die Testbedingung ist 3 h bei 1400 Grad in der Luft. Das S-570-Rasterelektronenmikroskop (SEM) wird verwendet, um die Wärme Die Mikrostrukturmorphologie der gebrochenen Oberfläche der Probe vor und nach dem Aufprall zu beobachten.
abschließend
(1) SiO2-Mikropulver, -Al2O3-Mikrometer Thermoschockstabilität und Kriechen haben den größten Einfluss, gefolgt von -Al2O3-Mikropulver und Silizium-Mikropulver; Die besten Testbedingungen sind: w (-Al2O3-Mikropulver)=11 Prozent, w (SiO2-Mikropulver)=3 Prozent, Brennen bei einer Temperatur von 165 0 Grad, die Probeneigenschaften unter dieser Bedingung sind: Schüttdichte 2,96 g/cm3, Porosität 18,5 Prozent, Biegefestigkeitsverlustprozentsatz 30 Prozent, Kriechprozentsatz 0,99 Prozent.
(2) -Al2O3-Mikropulver, SiO2-Mikropulver und Brenntemperatur haben einen größeren Einfluss auf den Bindungszustand zwischen den Partikeln und der Matrix sowie auf Mullit, Poren und Rest-Al2O3 in der Matrix, die einen größeren Einfluss haben werden Auch der Wärmeausdehnungskoeffizient, der Elastizitätsmodul und die Wärmeleitfähigkeit haben einen Einfluss, der sich letztendlich auf die Temperaturwechselbeständigkeit des Materials auswirkt.
(3) Der Bruch von Korund-Mullit-Material wird bei Raumtemperatur durch den Rißausbreitungsprozess gesteuert, während er bei hoher Temperatur durch den Kriechmechanismus gesteuert wird.
