Spinel nhôm magie (MgAl2O, MgO·Al2Oor MA) có đặc tính cơ học ở nhiệt độ cao vượt trội, khả năng chống bong tróc và chống ăn mòn tuyệt vời.Đây là loại gốm nhiệt độ cao điển hình nhất trong hệ thống Al2O-MgO.Sự phát triển ưu tiên của các hạt tinh thể canxi hexaaluminate (CaAl12O19, CaO · 6AlO hoặc CA6) dọc theo mặt phẳng cơ bản làm cho nó phát triển thành hình thái tiểu cầu hoặc hình kim, có thể tăng cường đáng kể độ dẻo dai của vật liệu.Canxi dialluminate (CaAlO hoặc CaO·2Al203, CA2) có hệ số giãn nở nhiệt thấp.Khi CAz được kết hợp với các vật liệu khác có nhiệt độ nóng chảy cao và hệ số giãn nở cao, nó có thể chống chịu tốt các hư hỏng do sốc nhiệt.Do đó, vật liệu tổng hợp MA-CA đã nhận được sự quan tâm rộng rãi như một loại vật liệu gốm nhiệt độ cao mới trong ngành công nghiệp nhiệt độ cao nhờ các đặc tính toàn diện của CA6 và MA.
Trong bài báo này, vật liệu tổng hợp gốm MA, gốm MA-CA2-CA và vật liệu tổng hợp gốm MA-CA được điều chế bằng phương pháp thiêu kết pha rắn ở nhiệt độ cao và nghiên cứu ảnh hưởng của chất khoáng hóa đến tính chất của các vật liệu gốm này.Cơ chế tăng cường chất khoáng hóa đối với hiệu suất của gốm sứ đã được thảo luận và thu được kết quả nghiên cứu sau:
(1) Kết quả cho thấy mật độ khối và độ bền uốn của vật liệu gốm MA tăng dần khi nhiệt độ thiêu kết tăng.Sau khi thiêu kết ở tốc độ 1600 trong 2 giờ, hiệu suất thiêu kết của gốm MA kém, với mật độ khối là 3,17g/cm3 và giá trị độ bền uốn là 133.31MPa.Với sự gia tăng của chất khoáng hóa Fez03, mật độ khối của vật liệu gốm MA tăng dần và độ bền uốn ban đầu tăng lên sau đó giảm xuống.Khi số tiền bổ sung là 3wt.%, cường độ uốn đạt cực đại 209,3MPa.
(2) Hiệu suất và thành phần pha của gốm MA-CA6 có liên quan đến kích thước hạt của nguyên liệu thô CaCO và a-AlO, độ tinh khiết của a-Al2O3, nhiệt độ tổng hợp và thời gian giữ.Sử dụng CaCO kích thước hạt nhỏ và a-AlzO3 có độ tinh khiết cao làm nguyên liệu thô, sau khi nung kết ở 1600oC và giữ trong 2 giờ, gốm MA-CA6 tổng hợp được có độ bền uốn rất lớn.Kích thước hạt CaCO3 đóng vai trò quan trọng trong việc hình thành pha CA và sự sinh trưởng, phát triển của hạt tinh thể trong vật liệu gốm MA-CA6.Ở nhiệt độ cao, tạp chất Si trong a-Alz0 sẽ tạo thành pha lỏng thoáng qua, làm cho hình thái của hạt CA6 tiến hóa từ tiểu cầu sang cân bằng.
(3) Ảnh hưởng của các chất khoáng hóa ZnO và Mg(BO2)z đến tính chất của vật liệu tổng hợp MA-CA và cơ chế tăng cường đã được nghiên cứu.Người ta nhận thấy rằng dung dịch rắn (Mg-Zn)AI2O4 và pha lỏng chứa boron được hình thành bởi các chất khoáng hóa ZnO và Mg(BO2)z làm cho kích thước hạt của MA nhỏ hơn và hàm lượng MA tăng lên.Các pha đậm đặc này được phủ các hạt MA vi tinh thể để tạo thành các khối dày đặc phân tán trong khu vực, dẫn đến sự biến đổi các hạt CA6 thành các hạt cân bằng, do đó thúc đẩy quá trình cô đặc của vật liệu gốm MA-CA và cải thiện độ bền uốn của nó.
(4) Bằng cách sử dụng Al2O tinh khiết phân tích thay vì a-AlzO, vật liệu tổng hợp gốm MA-CA2-CA được tổng hợp từ nguyên liệu thô tinh khiết phân tích.Ảnh hưởng của các chất khoáng hóa SnO₂ và HBO đến các tính chất cơ lý, cấu trúc vi mô và thành phần pha của vật liệu tổng hợp đã được nghiên cứu.
Kết quả cho thấy dung dịch rắn và pha lỏng thoáng qua chứa boron xuất hiện trong vật liệu gốm sau khi bổ sung chất khoáng SnO2 và H2BO;tương ứng, nó làm cho pha CA2 thay đổi thành pha CA và đẩy nhanh quá trình hình thành MA và CA6, do đó cải thiện hoạt động thiêu kết của vật liệu gốm.Pha đậm đặc được hình thành bởi lượng Ca dư thừa làm cho liên kết giữa các hạt MA và CA6 chặt chẽ hơn, giúp cải thiện tính chất cơ học của vật liệu gốm
Thời gian đăng: 29-08-2023