INFLUÈNCIA DE LA TEMPERATURA DE PRE-SINTERITZACIÓ DE LES PARTÍCULES GRÚS D'ANDALUSITA EN LA RESISTÈNCIA AL XOC TÈRMIC DEL MATERIAL DE MULLITA-CORINDOM

L'estructura cristal·lina de l'andalucita (Al₂O₃·SiO₂) pertany al sistema ortorròmbic, i el coeficient d'expansió tèrmica de les seves partícules es caracteritza per l'anisotropia. A alta temperatura, es transforma irreversiblement en mullita i fase de vidre rica en SiO₂, i el seu coeficient d'expansió tèrmica canvia en conseqüència. Durant el procés de mullitització, l'eix del cristall canviarà i es convertirà en cristalls de mullita columnar llargs. Les microesquerdes causades pel desajust dels coeficients d'expansió tèrmica de la mostra afectaran la resistència al xoc tèrmic de la mostra, i la presinterització de les partícules d'andalusita pot alleujar l'efecte anterior.
El canvi de la temperatura prèvia a la combustió pot controlar el grau de mullitització i també canviarà el coeficient d'expansió tèrmica d'algunes partícules gruixudes de mullita, cosa que afectarà la diferència del coeficient d'expansió tèrmica entre les partícules gruixudes d'andalucita i la matriu, afectant així la resistència al xoc tèrmic. de la mostra. En aquest treball, es van afegir un 20 per cent (p) de partícules d'andalucita gruixudes (granularitat de 5-3 mm) precoces a 1300-1600 graus al refractari de mullita-corindó per explorar l'efecte de la temperatura de presinterització de l'andalucita. Es va estudiar l'efecte de la mida de l'esquerda i es va estudiar l'efecte de la temperatura de presinterització sobre la resistència al xoc tèrmic del refractari mullita-corindó.
prova
1.1 Matèries primeres
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 per cent , mida de partícula d50=100nm Menor o igual a . L'aglutinant és un líquid residual de polpa.
1.2 Preparació de la mostra
La fórmula de mostra (w) és: agregat d'andalusita de 5~3 mm (no precoit ni precoit a diferents temperatures) 20 per cent, 3-1 i Menor o igual a 1 mm d'agregat de mullita 2{ {11}} per cent cadascun, inferior o igual a 0,044 mm La pols de corindó tabular és del 31 per cent, la pols d'alúmina activada Menys o igual a 0,044 mm és del 6 per cent i la micropols de SiO₂ és del 3 per cent. Pesar els agregats d'andalucita i mullita respectivament segons les proporcions, i barrejar totes les pols fines (corindó tabular, alúmina activada i micropols de SiO₂) pesades i posar-les en un molí de boles per a la premescla durant 2 hores. Primer afegiu l'àrid a la batedora i barregeu-lo amb el líquid residual de polpa durant 3 minuts, després afegiu-hi la pols premesclada i barregeu-ho durant 15 minuts. El fang barrejat uniformement es pressiona en una mostra llarga de 25 mm × 25 mm × 125 mm amb un motlle d'acer en una màquina de prova de pressió a una pressió de 200 MPa. Després d'assecar-se a 110 graus durant 24 h, es col·loca en un forn elèctric de laboratori i es manté a 1450 graus durant 3 h. acomiadat.
A més, la part de pols fina de la fórmula es pren per lots i la mostra de matriu es fa barrejant, modelant i coent de la mateixa manera que l'anterior, que s'utilitza per a la prova d'expansió tèrmica.
1.3 Proves de rendiment
La composició de fase de les partícules d'andalusita després de la pre-combustió va ser analitzada per l'analitzador de difracció BRUKERD8Focus, el rang d'escaneig era d'1 0 grau ~ 70 graus, la tensió era de 40 kV, el corrent era de 30 mA i la mida del pas era de 0,02 grau; segons GB/T7320-2008, la calcinació es va mesurar pel mètode de la vareta expulsora. Expansió tèrmica de mostres posteriors a la matriu a 25-950 graus . Segons GB/T2997-2000, es prova la densitat aparent i la porositat aparent de les mostres després de la crema, la velocitat de canvi lineal després de la crema es prova segons GB/T5988-2007, la resistència a la flexió a temperatura ambient es prova d'acord amb GB/T3001-2007, i la resistència a la flexió a temperatura ambient es prova segons YB/T376.2 El 1995, es va provar la resistència al xoc tèrmic de les mostres disparades (caracteritzada per la taxa de retenció de la flexió). força després de 5 cops de xocs tèrmics refrigerats per aire a 950 graus), i es va mesurar el mòdul elàstic mitjançant un tester de mòdul elàstic de temperatura normal (DEMA{20}}); El microscopi electrònic d'escaneig ZEISSLICMA analitza la microestructura de la mostra disparada. La mostra s'ha de curar amb resina abans de la prova, i després corroïda per àcid fluorhídric durant 15 segons i després ruixar-la amb or.
Resultats i discussió
2.1 Anàlisi de fases de partícules gruixudes d'andalusita després de la calcinació
Després de la calcinació a 1300 graus, les fases principals són andalucita i una petita quantitat de quars, indicant que la mullita encara no ha començat; Una part és mullita; tot és mullita després de la presinterització a 1600 graus, cosa que indica que tot ha estat mullita. Es pot veure que el contingut d'andalucita residual a l'agregat després de la presinterització disminueix amb l'augment de la temperatura de presinterització, i la taxa de conversió de mullita de l'andalucita augmenta amb l'augment de la temperatura de presinterització.
2.2 Propietats físiques de la mostra
Amb l'augment de la temperatura de presinterització de les partícules gruixudes d'andalusita, l'expansió de la mostra disminueix gradualment fins a reduir-se. L'andalucita es converteix en una fase de vidre rica en mullita i SiO2-durant el procés de presinterització, i amb l'augment de la temperatura de presinterització, augmenta el grau de mullitització de l'andalusita i el vidre ric en SiO2- la fase també augmenta; en mullita-corindó Durant el procés de sinterització de la mostra, l'andalucita residual continuarà mullita. D'una banda, amb l'augment de la temperatura de presinterització de l'andalucita, la quantitat d'andalucita residual va disminuir, de manera que l'expansió de volum de les partícules d'andalusite gruixudes va continuar mullita durant el procés de sinterització de la mostra va disminuir gradualment; Amb l'augment de la temperatura de sinterització, augmenta la fase de vidre rica en SiO2-, de manera que l'efecte de la fase líquida per afavorir la sinterització s'enforteix gradualment. Basant-se en aquests dos motius, la mostra cuita canvia d'expansió a contracció amb l'augment de la temperatura prèvia a la cocció de les partícules d'andalusita gruixudes.
Amb l'augment de la temperatura de calcinació de l'andalusita, el mòdul elàstic de les mostres calcinadas va augmentar contínuament, de 20,23 GPa amb andalusita no calcinada a 36,98 GPa amb andalusita calcinada a 1600 graus. Amb l'augment de la temperatura de presinterització, augmenta el grau de mullitització de les partícules d'andalusite gruixudes, la diferència en el coeficient d'expansió tèrmica entre l'agregat i la matriu disminueix i la mida de les microesquerdes causades pel desajust del coeficient d'expansió tèrmica disminueix gradualment. El mòdul elàstic de l'andalucita va augmentar amb l'addició de la temperatura de presinterització d'andalucita.
Amb l'augment de la temperatura de presinterització de l'andalucita, la resistència a la flexió a temperatura ambient de les mostres cotes va augmentar gradualment, però la taxa de retenció de la força va disminuir gradualment després de ser sotmesa a xocs tèrmics refrigerats per aire a 950 graus durant 5 vegades. Això pot ser que amb l'augment de la temperatura de presinterització, augmenta el grau de mullitització de l'andalusita i disminueix la diferència en el coeficient d'expansió tèrmica entre l'àrid i la matriu. Durant la sinterització i el refredament, el coeficient d'expansió tèrmica de l'àrid i la matriu no coincideix. La mida de les microesquerdes també es redueix gradualment, mentre que les microesquerdes de mida més petita no poden jugar un paper en l'alleujament de l'estrès tèrmic, evitant noves esquerdes i la propagació d'esquerdes durant el procés de xoc tèrmic, donant lloc a una disminució gradual del xoc tèrmic. resistència de la mostra. . Per tant, en comparació amb l'addició de partícules grans d'andalusita precocinades, el refractari de mullita-corindó amb partícules gruixudes d'andalusita sense cocció prèvia (5 ~ 3 mm) té una millor resistència al xoc tèrmic.