STABIŲJŲ ANDALUSITŲ DALELĖS IŠAKEPINIMO TEMPERATŪROS ĮTAKA MULITINĖS KORUNDO MEDŽIAGOS ATSPARUMUI ŠILUMUI

Andalūzito (Al2O₃·SiO₂) kristalinė struktūra priklauso ortorombinei sistemai, o jo dalelių šiluminio plėtimosi koeficientas pasižymi anizotropija. Aukštoje temperatūroje jis negrįžtamai virsta mulito ir SiO₂ turtinga stiklo faze ir atitinkamai kinta jo šiluminio plėtimosi koeficientas. Mullitizacijos proceso metu kristalų ašis pasikeis ir taps ilgais stulpeliais mullito kristalais. Mikroįtrūkimai, atsirandantys dėl mėginio šiluminio plėtimosi koeficientų neatitikimo, turės įtakos mėginio atsparumui šiluminiam smūgiui, o pirminis andalūzito dalelių sukepinimas gali sumažinti minėtą poveikį.
Keičiant išankstinio degimo temperatūrą galima valdyti mullitizacijos laipsnį, taip pat pasikeis kai kurių mullito stambiųjų dalelių šiluminio plėtimosi koeficientas, o tai paveiks šiluminio plėtimosi koeficiento skirtumą tarp stambiųjų andalūzito dalelių ir matricos, taip paveikdamas atsparumą šiluminiam smūgiui. mėginio. Šiame darbe į ugniai atsparų mulitą-korundą buvo pridėta 20 procentų (w) stambių andalūzito dalelių (granuliuotumas 5-3 mm), iš anksto sudegintų 1300-1600 laipsniu, siekiant ištirti andalūzito išankstinio sukepinimo temperatūros poveikį. buvo tiriamas plyšio dydžio įtaka, o prieš sukepinimą – ugniai atsparaus mulito-korundo atsparumui šiluminiam smūgiui.
bandymas
1.1 Žaliavos
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 proc., dalelių dydis d50=100nm Mažesnis arba lygus . Rišiklis yra plaušienos atliekų skystis.
1.2 Mėginio paruošimas
Mėginio formulė (w) yra tokia: 5–3 mm andalūzito užpildas (neiškaitintas arba nekaitintas skirtingomis temperatūromis) 20 proc., 3-1 ir Mažiau nei 1 mm arba lygus mullito užpildas 2{ {11}} procentų kiekvienas, mažesnis arba lygus 0,044 mm Lenteliniai korundo milteliai sudaro 31 procentą, aktyvuoto aliuminio oksido milteliai, mažesni arba lygūs 0,044 mm, yra 6 procentai, o SiO₂ mikromilteliai yra 3 procentai. Atitinkamai pasverkite andalūzito ir mullito užpildus pagal proporcijas ir sumaišykite visus pasvertus smulkius miltelius (korundą, aktyvuotą aliuminio oksidą ir SiO₂ mikromiltelius) ir sudėkite į rutulinį malūną iš anksto maišyti 2 valandas. Pirmiausia supilkite užpildą į maišytuvą ir 3 minutes maišykite su minkštimo atliekomis, tada suberkite iš anksto sumaišytus miltelius ir maišykite 15 minučių. Tolygiai sumaišytas purvas suspaudžiamas į ilgą 25 mm × 25 mm × 125 mm mėginį su plieno formomis slėgio bandymo mašinoje, esant 200 MPa slėgiui. Po 24 valandų džiovinimo 110 laipsnių temperatūroje dedama į laboratorinę elektrinę krosnį ir palaikoma 1450 laipsnių temperatūroje 3 valandas. atleistas.
Be to, smulkių miltelių formulės dalis imama maišymui, o matricos mėginys gaminamas maišant, formuojant ir deginant tokiu pačiu būdu, kaip nurodyta aukščiau, kuris naudojamas šiluminio plėtimosi bandymui.
1.3 Veikimo testavimas
Andalūzito dalelių fazinė sudėtis po išankstinio deginimo buvo ištirta BRUKERD8Focus × ​​difrakcijos analizatoriumi, skenavimo diapazonas buvo 10 laipsnis ~70 laipsnių, įtampa 40kV, srovė 30mA, žingsnio dydis 0,02 laipsnis; pagal GB/T7320-2008 kalcinavimas buvo matuojamas ežektorinio strypo metodu. Pavyzdžių po matricos terminis plėtimasis 25-950 laipsniu . Pagal GB/T2997-2000 tikrinamas mėginių tūrinis tankis ir tariamasis poringumas po sudeginimo, tiesinis pokyčio greitis po sudeginimo tikrinamas pagal GB/T5988-2007, lenkimo stipris kambario temperatūroje. tikrinamas pagal GB/T3001-2007, o atsparumas lenkimui kambario temperatūroje – pagal YB/T376.2 1995 m. buvo išbandytas išdegintų bandinių atsparumas šiluminiam smūgiui (būdingas lenkimo sulaikymo greičiu). stiprumas po 5 kartų oru aušinamų šiluminių smūgių 950 laipsnių kampu), o tamprumo modulis buvo matuojamas naudojant normalios temperatūros tamprumo modulio testerį (DEMA-01); ZEISSLICMA skenuojantis elektroninis mikroskopas analizuoja padegto mėginio mikrostruktūrą. Prieš bandymą pavyzdį reikia sukietinti derva, tada 15 sekundžių rūdyti vandenilio fluorido rūgštimi ir apipurkšti auksu.
Rezultatai ir DISKUSIJA
2.1 Andalūzito stambiųjų dalelių fazinė analizė po deginimo
Po deginimo 1300 laipsnių temperatūroje pagrindinės fazės yra andalūzitas ir nedidelis kvarco kiekis, o tai rodo, kad mulitas dar neprasidėjo; Dalis jo yra mulitas; visa tai yra mulitas po išankstinio sukepinimo 1600 laipsnių kampu, o tai rodo, kad visa tai buvo mulitas. Matyti, kad liekamasis andalusito kiekis užpilde po pirminio sukepinimo mažėja, kylant prieš sukepinimo temperatūrai, o andalusito mullito konversijos greitis didėja, kylant prieš sukepinimo temperatūrai.
2.2 Fizinės mėginio savybės
Didėjant stambiųjų andalūzito dalelių išankstinio sukepinimo temperatūrai, mėginio plėtimasis palaipsniui mažėja, kol jis susitraukia. Išankstinio sukepinimo proceso metu andalusitas paverčiamas mullito ir SiO2-turtingo stiklo faze, o didėjant išankstinio sukepinimo temperatūrai, didėja andalūzito mullitizacijos laipsnis, o SiO2-turtingas stiklas fazė taip pat didėja; mulite-korunde Bandinio sukepinimo proceso metu likęs andalūzitas ir toliau mulitas. Viena vertus, padidėjus andalūzito pirminio sukepinimo temperatūrai, likutinio andalūzito kiekis mažėjo, todėl stambiųjų andalūzito dalelių tūrio plėtimasis mėginio sukepinimo proceso metu toliau mullitavo, palaipsniui mažėjo; Didėjant sukepinimo temperatūrai, padidėja SiO2-turtinga stiklo fazė, todėl skystos fazės poveikis, skatinantis sukepinimą, palaipsniui stiprėja. Dėl šių dviejų priežasčių deginamas mėginys keičiasi nuo išsiplėtimo iki susitraukimo, didėjant stambių andalūzito dalelių iš anksto pakaitintai temperatūrai.
Didėjant andalūzito deginimo temperatūrai, degtų mėginių tamprumo modulis nuolat didėjo nuo 20,23 GPa su nekalcinuotu andalūzitu iki 36,98 GPa su 1600 laipsnių degintu andalūzitu. Didėjant prieš sukepinimo temperatūrai, didėja stambiųjų andalūzito dalelių mullitizacijos laipsnis, mažėja užpildo ir matricos šiluminio plėtimosi koeficiento skirtumas, palaipsniui mažėja mikroįtrūkimų, atsiradusių dėl šiluminio plėtimosi koeficiento neatitikimo, dydis. Andalusito tamprumo modulis padidėjo pridėjus andalūzito išankstinio sukepinimo temperatūrą.
Didėjant andalūzito išankstinio sukepinimo temperatūrai, išdegintų bandinių lenkimo stipris kambario temperatūroje palaipsniui didėjo, tačiau stiprumo išlaikymo greitis palaipsniui mažėjo po 5 kartus oru aušinamų terminių smūgių 950 laipsnių temperatūroje. Taip gali būti todėl, kad kylant temperatūrai prieš sukepinimą, didėja andalūzito mullitizacijos laipsnis, mažėja užpildo ir matricos šiluminio plėtimosi koeficiento skirtumas. Sukepinimo ir aušinimo metu užpildo ir matricos šiluminio plėtimosi koeficientas nesutampa. Mikro įtrūkimų dydis taip pat palaipsniui mažinamas, o mažesnių dydžių mikro įtrūkimai negali atlikti tam tikro vaidmens šalinant šiluminį įtampą, užkertant kelią naujiems įtrūkimams ir įtrūkimų plitimui terminio šoko proceso metu, todėl laipsniškai mažėja terminis šokas. mėginio atsparumas. . Todėl, palyginti su iš anksto apdegintų andalūzito didelių dalelių pridėjimu, ugniai atspari mullito-korundo medžiaga su iš anksto nesudegintomis stambiomis andalūzito dalelėmis (5–3 mm) turi geresnį atsparumą šiluminiam smūgiui.