멀라이트는 고온 재료로서 하중 하에서 높은 연화점, 우수한 내크리프성 및 내약품성, 낮은 열팽창 계수 및 우수한 열 안정성의 특성을 가지고 있습니다. 외부 물질이 없으면 결정립계에 뮬라이트가 형성되기 쉽다. 유리상은 재료의 고온 성능에 영향을 미칩니다. 커런덤으로 커런덤-뮬라이트 복합 재료를 형성할 때 유리상의 형성을 감소시키고 기계적 특성을 현저하게 향상시킬 수 있습니다. 커런덤-뮬라이트 복합 재료는 커런덤과 멀라이트를 모두 농축합니다. 이 단상재료의 장점은 고온강도, 내크리프성, 내열충격성이 우수하고 고온(1650도)에서 화학적 안정성이 우수하며 연소 생성물과 반응하기 쉽지 않고 특히 연자성(페라이트) 재료 및 전자 절연 세라믹 소성에 적합합니다. 현재 고온 푸시 슬래브 가마는 종종 커런덤 멀라이트 가마 가구를 사용합니다. 국산 푸쉬슬래브벽돌은 외산품에 비해 수명이 낮고 안정성이 좋지 못하며 시공시 내마모성 및 휨강도가 좋지 않고 사용중 마모 및 파손이 쉬우며 특히 열충격 안정성 및 크리프가 좋지 않음 푸시 플레이트의 성능 저하의 주요 원인인 이상적이지 않습니다. 구조는 속성을 결정합니다. 커런덤, 뮬라이트 입자 및 미세 분말은 소성 과정 중 반응에 참여하지 않기 때문에 커런덤-뮬라이트 재료의 특성 및 구조는 주로 실리카 분말 및 -Al2O3 분말의 함량과 소성 온도에 의해 결정됩니다. 결정. 따라서 커런덤 멀라이트 재료의 고온 성능에 대한 미분말 및 소성 온도의 영향을 연구하는 것은 실질적인 의미가 있습니다. 현재 국내외 커런덤-뮬라이트 재료에 대한 연구는 대부분 단일 요인 분석이며 실제 제어와 관련이 있습니다. 큰 격차가 있습니다. 입자 상 조성 및 그라데이션의 최적화된 설계를 기반으로 본 논문은 실리카 미세 분말, 알루미나 미세 분말 및 고온 강도에 대한 소성 온도의 직교 시험을 통해 커런덤-뮬라이트 복합 세라믹의 미세 구조를 제어합니다. , 다상 세라믹스의 고온 성능을 향상시키기 위해.
실험
1.1 원료
-Al2O3 미세 분말 및 백색 커런덤의 평균 입자 크기는 5μm 미만입니다. SiO2 마이크로파우더는 노르웨이 Elkem에서 가져왔으며 질량 분율은 98.3%이고 평균 입자 크기는 5.917μm입니다. 사용된 입자는 표 모양의 커런덤, 흰색 커런덤 및 전기 Melt 멀라이트이며 두 가지 입자 크기 사양이 있습니다: 0-1mm 및 1-3mm.
1.2 실험적 요인의 결정
커런덤-뮬라이트 재료의 특성에 대한 불순물의 영향이 무시되거나 커런덤-뮬라이트 재료의 특성에 대한 불순물의 영향이 동일한 것으로 간주되는 경우, 커런덤, 뮬라이트 입자 및 미세 분말은 반응 동안 반응에 참여하지 않을 것이기 때문입니다. 커런덤-뮬라이트 재료의 성능은 주로 실리카 분말과 -Al2O3 분말의 질량 분율과 소성 온도에 의해 결정된다고 볼 수 있습니다. 이전 테스트 결과 및 문헌[9]에 따르면 직교 조건은 다음과 같이 결정될 수 있습니다. w(SiO2미세분말)은 각각 3%, 3.5%, 4%이고; 소성 온도는 각각 1600, 1650, 1700도입니다.
1.3 다상 세라믹 공식
결합상의 m(커런덤):m(뮬라이트)는 대략 75:25이고, 결합상의 질량 분율은 36% 내지 38%이다. 최종 성분 조성은 질량 분율이 70% ~ 81%인 Al2O3와 질량 분율이 19%-30%인 SiO2를 포함합니다.
본 연구에서는 SiO2 미세분말과 -Al2O3 미세분말의 질량분율과 소성온도를 조절하여 복합세라믹의 고온강도 향상 목적을 달성하기 위해 강옥-뮬라이트 복합세라믹의 미세구조를 제어하였다. 고전적인 연속 축적 이론에 따르면 Andreasen은 U(Dp)=100를 사용합니다.(Dp/Dpmax)q는 밀도 분포를 나타냅니다. 여기서 U(Dp)는 체 아래의 누적 백분율(백분율)이고 Dpmax는 최대 입자 크기, q는 풀러 지수입니다. 테스트는 q=일 때 0.33-0.50에서 연속 등급 입자의 축적이 공극률이 더 작다는 것을 보여줍니다. 본 연구에서는 q=0.45, 사용된 입자상이 보다 조밀한 패킹 구조를 갖도록 한다. 그중 1#-9# 입자의 조성은 1-3mm Corundum 상이고 질량 분율은 47%입니다. 0-1mm 용융 멀라이트, 질량 분율은 15%입니다.
1.4 실험 방법
결착상으로 사용된 분말은 볼밀로 균일하게 혼합하며 혼합시간은 12h이다. 입자상을 설계된 배합에 따라 균일하게 혼합하고 폴리비닐알코올 적당량을 첨가하여 교반한 후 결합상을 첨가하고 균일하게 혼합한 후 물질을 배출한다. 그것은 프레스에 의해 형성됩니다. 형성된 샘플을 건조시킨 후 각각 1600, 1650 및 1700도에서 소성하고 유지 시간은 4시간입니다.
소성된 샘플의 물리적 및 기계적 특성은 관련 국가 표준에 따라 수행됩니다. 열 안정성 시험은 수냉 방식을 채택합니다. 25mm×25mm×125mm 샘플이 테스트에 직접 사용됩니다. 고온로를 1100도까지 가열한 후 시료를 넣고 일정시간 내에 다시 1100도까지 온도를 올린 후 30분간 방치한 후 꺼내어 흐르는 상온수(약 20도) 3분 동안 급속 냉각하고 샘플의 잔류 강도 백분율을 사용하여 제품의 열 안정성을 특성화합니다. 크리프 저항 테스트 조건 25시간 동안 공기 중에서 1600도 온도를 유지하기 위해. 고온 휨강도는 25mm×25mm×125mm 시편으로 시험하였으며, 시험조건은 공기 중에서 1400도에서 3시간이다. S-570 스캐닝 전자 현미경(SEM)은 충격 전후의 샘플 파단 표면의 열 미세 구조 형태를 관찰하는 데 사용됩니다.
결론적으로
(1) SiO2 미세 분말, -Al2O3 미크론 열충격 안정성 및 크리프가 가장 큰 영향을 미치며, -Al2O3 미세 분말 및 실리콘 미세 분말이 그 뒤를 따릅니다. 최상의 테스트 조건은 다음과 같습니다. w (-Al2O3 micropowder)=11 percent , w (SiO2 micropowder)=3 percent , 소성 1650도의 온도에서 이 조건에서 샘플 특성 벌크 밀도 2.96g/cm3, 공극률 18.5%, 굴곡 강도 손실률 30%, 크리프 비율 0.99%.
(2) -Al2O3 미세 분말, SiO2 미세 분말 및 소성 온도는 입자와 매트릭스 사이의 결합 상태에 더 큰 영향을 미칠 뿐만 아니라, 멀라이트, 기공 및 매트릭스의 잔류 -Al2O3에 더 큰 영향을 미칩니다. 열팽창 계수, 탄성 계수 및 열전도율도 영향을 미치며 궁극적으로 재료의 열충격 저항에 영향을 미칩니다.
(3) 실온에서 커런덤 멀라이트 재료의 파단은 균열 전파 과정에 의해 제어되는 반면, 고온에서는 크리프 메커니즘에 의해 제어됩니다.
