高檔耐火材料-電熔鋯剛玉磚
選用工業(yè)氧化鋯、氧化鋁為原料，經(jīng)過超細(xì)粉碎，嚴(yán)格控制粉末粒度，用慣例技術(shù)，可制得高強(qiáng)度、高耐性的氧化鋯-氧化鋁復(fù)相陶瓷，電熔鋯剛玉磚是一種高檔耐火材料。
研究成果表明：在氧化鋯基體中添加氧化鋁可有效地按捺氧化鋯晶粒成長，有利于使氧化鋯晶粒以亞穩(wěn)四方相存在，然后進(jìn)步資料的強(qiáng)度和斷裂耐性。氧化鋁質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%時(shí)，復(fù)相陶瓷的抗彎強(qiáng)度到達(dá)676.7MPa，斷裂耐性到達(dá)10MPa/m2。相變增韌和顆粒彌散增韌效果相互疊加，進(jìn)步了復(fù)相陶瓷資料的力學(xué)性能。
選用熱分化法制備氧化鋁微粉，用化學(xué)共沉淀法制備氧化鋯超細(xì)粉，經(jīng)過恰當(dāng)技術(shù)制備出氧化鋯/氧化鋁復(fù)相陶瓷。認(rèn)為添加氧化鋁可按捺氧化鋯晶粒的長大，進(jìn)步基體的強(qiáng)度和耐性。當(dāng)氧化鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)到達(dá)30%時(shí)，在1600℃燒成的昨相陶瓷的抗彎強(qiáng)度為968MPa，斷裂耐性為13.7MPa/cm2。
在剛玉質(zhì)耐火材料中參加氧化鋯，制成賜玉-氧化鋯復(fù)合資料，這是相變強(qiáng)化、增韌以及微裂紋增韌理論在耐火資猜中應(yīng)用的典范。剛玉-氧化鋯試樣在燒成冷卻時(shí)，氧化鋯發(fā)作相變，在資料內(nèi)部形成必定數(shù)量的微裂紋，有利于資料機(jī)械強(qiáng)度的進(jìn)步和耐性的添加。當(dāng)氧化鋯的外加量較少時(shí)，資猜中的微裂紋數(shù)量不多，對剛玉質(zhì)耐火資料的強(qiáng)度影響不大;當(dāng)外加量太高時(shí)(如到達(dá)質(zhì)量分?jǐn)?shù)9%以上)，因?yàn)橘Y猜中微裂紋數(shù)量較多，致使資料的抗折強(qiáng)度降低。
用剛玉、組成莫來石和單斜氧化鋯作原料，配合料用等靜壓成型，在1650～1700℃燒成。試樣的抗折強(qiáng)度隨溫度改變的規(guī)律為：強(qiáng)度先與溫度并增，直至轉(zhuǎn)機(jī)溫度后，再隨溫度升高而降低，這是因?yàn)椴煌嘀g熱膨脹失配以及微裂紋的部分彌合的成果。轉(zhuǎn)機(jī)溫度在800～900℃，因?yàn)檠趸嗰R氏體相變，在1000～1200℃都有“谷”的特征，谷底在1100℃。
氧化鋯的參加量對試樣的高溫力學(xué)性能和顯微構(gòu)造有顯著的影響。在低溫期間(20～800℃)，參加氧化鋯后的強(qiáng)度改變?nèi)Q于顯微構(gòu)造的兩方面要素——構(gòu)造骨架強(qiáng)度與微裂紋密度，通常以后者為主。當(dāng)氧化鋯約15%時(shí)，均勻彌散的氧化鋯填充在剛玉——莫來石骨架里，起必定強(qiáng)化效果，但因?yàn)轳R氏體相變發(fā)生的微裂紋所導(dǎo)致的弱化效果超越這種強(qiáng)化效果，因而強(qiáng)度降低。氧化鋯量增到20%～35%時(shí)，構(gòu)造骨架有所弱化，一起微裂紋密度增大，所以強(qiáng)度持續(xù)降低。氣閥 經(jīng)鋯參加量到達(dá)40%以上，構(gòu)造骨架強(qiáng)度有顯著改進(jìn)，故強(qiáng)度稍有上升。
在1300～1500℃高溫期間，微裂紋大多數(shù)已彌合、鈍化，所以對強(qiáng)化已基本不起效果。這時(shí)決定強(qiáng)度改變是構(gòu)造骨架強(qiáng)度和晶界固溶強(qiáng)化效果。跟著氧化鋯參加量添加晶界固溶強(qiáng)度效果增大，還有少數(shù)氧化鋯也許進(jìn)入晶界玻璃相，能進(jìn)步黏度，也起必定的強(qiáng)化效果。
在氧化鋯增韌氧化鋁陶瓷中，氧化鋯粒子是用機(jī)械混合研磨的辦法引進(jìn)的。在燒結(jié)過程中，兩種物質(zhì)間并不發(fā)作反應(yīng)或復(fù)合，只是在高溫下靠外表蒸騰分散和界面分散而大氅到細(xì)密化，屬于固相燒結(jié)。氧化鋯的參加有促進(jìn)燒結(jié)的效果，并且當(dāng)燒結(jié)時(shí)刻延長時(shí)，又能阻礙氧化鋁晶粒的長大，進(jìn)步成品的高溫力學(xué)性能。
在鋯剛玉中參加2%二氧化鈦，二氧化鈦優(yōu)先與氧化鋯形成固熔體，可是熔體的生成未阻撓氧化鋯的晶形改變，氧化鋯仍以m-ZrO2 為主晶相存在。二氧化鈦促進(jìn)了氧化鋁和氧化鋯晶粒的發(fā)育，使資料的氣孔率增大，強(qiáng)度降低。二氧化鈦的參加降低了鋯剛玉的高溫?zé)崤蛎浡?，但熱膨脹率與溫度不是均勻的直線聯(lián)系，由線在1100℃呈現(xiàn)極大值。
在氧化鋁陶瓷中參加氧化鋯制備氧化鋁/氧化鋯燒結(jié)資料，因具有優(yōu)良的力學(xué)和熱力學(xué)性能，這些年遭到普遍注重。該系列陶瓷資料硬度高，耐性好，耐磨性優(yōu)?？捎糜谥谱鞯毒摺⑷?guī)、滑動(dòng)軸承等。在冶金工業(yè)上用作滑動(dòng)水口的滑板資料。對氧化鋁-氧化鋯資料的一系列理論研究，也為制作優(yōu)質(zhì)Al2O3-ZrO2-C資料打下了良好的根底。
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