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抗剥落高铝砖加入锆英石的影响分析

时间:2018-07-20     作者:凯瑞得窑炉【原创】   阅读

   

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    添加ZrO2对提高高铝砖的热稳定性有明显的作用。凯瑞得窑炉研究表明以高铝矾土熟料作为基本原料,以ZrSiO4形式引人ZrO2,,采用合理级配,添加少量外加剂、经混练、成型、烧成。锆英石的加人量为5%~15%,烧成温度为1500℃,制得了性能很好的抗剥落高铝砖

    抗剥落高铝砖的显微结构特征是ZrO2集合体周围有明显的微裂纹,该集合体与周围的刚玉、莫来石有明显的"间隙脱皮"结构与形貌。发育良好的ZrO2集合体呈棱柱状,在空间形成层状分布,进一步观察层间发现ZrO2之间有极细小的狭缝,其尺寸只有1~5μm,形成沟道结构。这种结构乱层迭加,迂回曲折,显然有利于应力传递和分散。莫来石发育良好,呈纤维状,与ZrO2和刚玉等在空间交错存在,形成复合增强结构。ZrSiO4在高温下分解后与周围的Al2O3反应,生成莫来石,ZrO2晶体的存在阻止了纤维状莫来石晶体和刚玉晶体的生长,并被包裹,因此在ZrO2周围呈乱层状态。

    抗剥落高铝砖的抗热震机理是ZrO2在高温下发生单斜一四方相变,伴随4%~5%体积变化,同时在ZrO2尖端和周围产生微裂纹。这些微裂纹可使制品在受力过程中,主裂纹前端的应力发生变化,吸收断裂能。刚玉莫来石等不同矿物相线膨胀系数的差异引起热胀冷缩失配而形成微裂纹。ZrO2颗粒与基体的热膨胀失配,弹性模量失配,可使载荷重新分配,提高制品承载能力。ZrO2颗粒分散在基体中在一定程度上起钉扎作用。抑制了位错的滑移,提高了抗断裂性。

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