JÄÄMETE ANDALUSIIDIOSAKESTE EELPAAUTAMISE TEMPERATUURI MÕJU MULLIITKORUNGIMATERJALI TEROMILÖÖKISTAKENDUSELE

Andalusiidi (Al2O₃·SiO₂) kristallstruktuur kuulub ortorombilisesse süsteemi ja tema osakeste soojuspaisumistegurit iseloomustab anisotroopsus. Kõrgel temperatuuril muutub see pöördumatult mulliidi- ja SiO₂-rikkaks klaasfaasiks ning selle soojuspaisumise koefitsient muutub vastavalt. Mulliidi protsessi käigus muutub kristalli telg ja muutuvad pikkadeks sammaskujulisteks mulliidikristallideks. Proovis olevate soojuspaisumistegurite mittevastavusest põhjustatud mikropraod mõjutavad proovi termilise šoki vastupidavust ning andalusiidiosakeste eelpaagutamine võib ülaltoodud mõju leevendada.
Eelpõlemistemperatuuri muutmine võib reguleerida mulliidistumisastet ning muutub ka mõne mulliidi jämeosakeste soojuspaisumise koefitsient, mis mõjutab jämedate andalusiidiosakeste ja maatriksi soojuspaisumisteguri erinevust, mõjutades seeläbi termilise šoki vastupidavust. proovist. Selles töös lisati mulliit-korund tulekindlale materjalile 20 protsenti (w) jämedaid andalusiidi osakesi (teralisus 5-3 mm), mis on eelnevalt põletatud temperatuuril 1300-1600 kraadi, et uurida andalusiidi eelpaagutamistemperatuuri mõju. kohta Uuriti pragude suuruse mõju ja uuriti paagutamiseelse temperatuuri mõju mulliit-korund tulekindla materjali soojuslöögikindlusele.
test
1.1 Tooraine
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 protsenti , osakeste suurus d50=100nm Väiksem või võrdne . Sideaine on tselluloosijäätmete vedelik.
1.2 Proovi ettevalmistamine
Proovivalem (w) on: 5–3 mm andalusiidi täitematerjal (ei ole eelpõletatud ega eelpõletatud erinevatel temperatuuridel) 20 protsenti , 3-1 ja väiksem või võrdne 1 mm mulliidi täitematerjaliga 2{ {11}} protsenti igaüks, väiksem või võrdne 0,044 mm Tabelikujuline korundipulber on 31 protsenti, aktiveeritud alumiiniumoksiidi pulber 0,044 mm või väiksem on 6 protsenti ja SiO₂ mikropulber on 3 protsenti. Andalusiidi ja mulliidi täitematerjalid kaalutakse vastavalt proportsioonidele, segatakse kõik kaalutud peened pulbrid (tabelikorund, aktiveeritud alumiiniumoksiid ja SiO₂ mikropulber) kokku ning pannakse kuulveskisse 2 tunniks eelsegamiseks. Esmalt lisage täiteaine segistisse ja segage seda tselluloosijäätmete vedelikuga 3 minutit, seejärel lisage eelnevalt segatud pulber ja segage seda 15 minutit. Ühtlaselt segunenud muda pressitakse terasvormiga 200 MPa rõhul survekatsemasinal pikaks prooviks 25mm×25mm×125mm. Pärast 24-tunnist kuivatamist 110 kraadi juures asetatakse see labori elektriahju ja hoitakse 1450 kraadi juures 3 tundi. vallandatud.
Lisaks võetakse partiideks valemi peenpulberosa ning maatriksiproov valmistatakse eelpool kirjeldatud segamise, vormimise ja põletamise teel, mida kasutatakse soojuspaisumise katseks.
1.3 Toimivuse testimine
Andalusiidiosakeste faasikoostist pärast eelpõletamist analüüsiti BRUKERD8Focus × ​​difraktsioonianalüsaatoriga, skaneerimisvahemik oli 10 kraadi ~70 kraadi, pinge 40kV, vool 30mA ja sammu suurus 0,02. kraad ; GB/T7320-2008 järgi mõõdeti kaltsineerimist ejektorvarda meetodil. Maatriksijärgsete proovide soojuspaisumine 25-950 kraadi juures. Vastavalt GB/T2997-2000 testitakse proovide puistetihedust ja näivat poorsust pärast põletamist, lineaarset muutuse kiirust pärast põletamist testitakse GB/T5988-2007 järgi, paindetugevust toatemperatuuril. testitakse vastavalt GB/T3001-2007 ja paindetugevust toatemperatuuril testitakse YB/T376 järgi.2 1995. aastal testiti põletatud proovide soojuslöögikindlust (iseloomustab paindejõu retentsioonimäär tugevus pärast 5-kordset õhkjahutusega termilist lööki 950 kraadi juures) ja elastsusmoodulit mõõdeti normaaltemperatuuri elastsusmooduli testija (DEMA-01) abil; ZEISSLICMA skaneeriv elektronmikroskoop analüüsib põletatud proovi mikrostruktuuri. Proovi tuleb enne katset vaiguga kõvendada, seejärel 15 sekundit vesinikfluoriidhappega korrodeerida ja seejärel kullaga pihustada.
Tulemused ja arutlus
2.1 Andalusiidi jämeosakeste faasianalüüs pärast kaltsineerimist
Pärast kaltsineerimist 1300 kraadi juures on põhifaasid andalusiit ja väike kogus kvartsi, mis näitab, et mulliit pole veel alanud; Osa sellest on mulliit; see kõik on mulliit pärast eelpaagutamist 1600 kraadi juures, mis näitab, et see kõik on olnud mulliit. On näha, et andalusiidi jääksisaldus täitematerjalis pärast eelpaagutamist väheneb koos eelpaagutamise temperatuuri tõusuga ning andalusiidi mulliidi konversioonimäär suureneb koos eelpaagutamise temperatuuri tõusuga.
2.2 Proovi füüsikalised omadused
Jämedate andalusiidiosakeste paagutamiseelse temperatuuri tõusuga väheneb proovi paisumine järk-järgult, kuni see kahaneb. Andalusiit muundatakse eelpaagutamise käigus mulliidi- ja SiO2-rikkaks klaasifaasiks ning eelpaagutamistemperatuuri tõusuga suureneb andalusiidi mulliidistumisaste ja SiO2-rikas klaas faas suureneb ka; mulliit-korundis Proovi paagutamise käigus jätkab jääk-andalusiit mulliiti. Ühelt poolt andalusiidi eelpaagutamistemperatuuri tõusuga vähenes jääkandalusiidi hulk, mistõttu jämedate andalusiidiosakeste mahupaisumine proovi paagutamisprotsessi käigus jätkas mulliidi järk-järgult vähenemist; Paagutamistemperatuuri tõusuga suureneb SiO2-rikas klaasifaas, nii et vedela faasi paagutamist soodustav toime tugevneb järk-järgult. Nendel kahel põhjusel muutub põletatud proov paisumisest kokkutõmbumiseks koos jämedate andalusiidiosakeste eelpõletustemperatuuri tõusuga.
Andalusiidi kaltsineerimistemperatuuri tõusuga suurenes kaltsineeritud proovide elastsusmoodul pidevalt, kaltsineerimata andalusiidiga 20,23 GPa-lt 36,98 GPa-ni 1600-kraadise kaltsineeritud andalusiidiga. Paagutamiseelse temperatuuri tõusuga suureneb jämedate andalusiidiosakeste mullitiseerumisaste, väheneb täitematerjali ja maatriksi soojuspaisumisteguri erinevus ning soojuspaisumisteguri mittevastavusest tingitud mikropragude suurus väheneb järk-järgult. Andalusiidi elastsusmoodul suurenes andalusiidi eelpaagutamistemperatuuri lisamisega.
Andalusiidi eelpaagutamistemperatuuri tõusuga suurenes põletatud proovide paindetugevus toatemperatuuril järk-järgult, kuid tugevuse säilimise määr vähenes järk-järgult pärast õhkjahutusega 950 kraadi 5-kordset termilist lööki. Selle põhjuseks võib olla asjaolu, et paagutamiseelse temperatuuri tõusuga suureneb andalusiidi mulliidi aste ning täitematerjali ja maatriksi soojuspaisumisteguri erinevus väheneb. Paagutamise ja jahutamise ajal ei sobi täitematerjali ja maatriksi soojuspaisumistegur. Samuti väheneb järk-järgult mikropragude suurus, samas kui väiksemad mikropraod ei saa mängida rolli termilise stressi leevendamisel, uute pragude ja pragude levimise vältimisel termilise šoki protsessi käigus, mille tulemuseks on termošoki järkjärguline vähenemine. proovi vastupidavus. . Seetõttu on eelpõletamata andalusiidi jämedate osakestega (5–3 mm) mulliit-korund tulekindlal materjalil, võrreldes eelpõletatud andalusiidi suurte osakeste lisamisega, parem soojuslöögikindlus.