อิทธิพลของไมโครพาวเดอร์ทั่วไปหลายตัวต่อคุณสมบัติของวัสดุทนไฟชนิดคอรันดัม มัลไลท์

ในฐานะที่เป็นวัสดุที่อุณหภูมิสูง มัลไลท์มีลักษณะของจุดอ่อนตัวสูงภายใต้ภาระ ต้านทานการคืบและสารเคมีได้ดี ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนต่ำ และเสถียรภาพทางความร้อนที่ดี เมื่อไม่มีสารภายนอก มัลไลท์จะก่อตัวได้ง่ายที่ขอบเกรน เฟสแก้วส่งผลต่อประสิทธิภาพการทำงานที่อุณหภูมิสูงของวัสดุ เมื่อขึ้นรูปวัสดุผสมคอรันดัม-มัลไลท์ด้วยคอรันดัม สามารถลดการก่อตัวของเฟสแก้วและปรับปรุงคุณสมบัติเชิงกลได้อย่างมาก วัสดุผสมคอรันดัม-มัลไลท์มีทั้งคอรันดัมและมัลไลท์ ข้อดีของวัสดุเฟสเดียวนี้ มีความแข็งแรงต่ออุณหภูมิสูงดีเยี่ยม ต้านทานการคืบ ต้านทานแรงกระแทกจากความร้อน และอุณหภูมิการใช้งานที่สูงขึ้น (1650 องศา) ความเสถียรทางเคมีดี และไม่ง่ายที่จะทำปฏิกิริยากับผลิตภัณฑ์ที่ถูกเผา โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เหมาะสำหรับการยิงวัสดุแม่เหล็กอ่อน (เฟอร์ไรต์) และเซรามิกที่เป็นฉนวนไฟฟ้า ในปัจจุบัน เตาเผาแผ่นพื้นดันอุณหภูมิสูงมักใช้เฟอร์นิเจอร์เตาเผาคอรันดัม-มัลไลท์ เมื่อเทียบกับผลิตภัณฑ์ต่างประเทศ อิฐแผ่นดันพื้นในประเทศมีอายุการใช้งานและความมั่นคงต่ำกว่า ไม่ดี ความต้านทานการสึกหรอและแรงดัดระหว่างการใช้งานไม่เหมาะ และง่ายต่อการสึกหรอและแตกหักระหว่างการใช้งาน โดยเฉพาะอย่างยิ่งความเสถียรต่อแรงกระแทกจากความร้อนและการคืบ ไม่เหมาะซึ่งเป็นสาเหตุหลักที่ทำให้แผ่นกดมีประสิทธิภาพต่ำ โครงสร้างเป็นตัวกำหนดคุณสมบัติ เนื่องจากคอรันดัม อนุภาคมัลไลท์ และผงละเอียดจะไม่เข้าร่วมในปฏิกิริยาระหว่างกระบวนการเผา คุณสมบัติและโครงสร้างของวัสดุคอรันดัม-มัลไลท์จึงถูกกำหนดโดยเนื้อหาของผงซิลิกาและผง -Al2O3 และอุณหภูมิในการเผาเป็นหลัก การตัดสินใจ. ดังนั้นจึงมีความสำคัญในทางปฏิบัติในการศึกษาอิทธิพลของผงไมครอนและอุณหภูมิการเผาที่มีต่อประสิทธิภาพที่อุณหภูมิสูงของวัสดุคอรันดัม-มัลไลท์ ในปัจจุบัน การวิจัยเกี่ยวกับวัสดุคอรันดัม-มัลไลท์ทั้งในและต่างประเทศส่วนใหญ่เป็นการวิเคราะห์แบบปัจจัยเดียวซึ่งเกี่ยวข้องกับการควบคุมจริง มีช่องว่างขนาดใหญ่ จากการออกแบบที่เหมาะสมที่สุดขององค์ประกอบเฟสของอนุภาคและการไล่ระดับสี เอกสารนี้ควบคุมโครงสร้างจุลภาคของเซรามิกคอมโพสิตคอรันดัม-มัลไลท์ผ่านการทดสอบมุมฉากของผงไมโครซิลิกา ผงไมโครอลูมินา และอุณหภูมิการเผาจนถึงความแข็งแรงที่อุณหภูมิสูง เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพที่อุณหภูมิสูงของเซรามิกหลายเฟส
การทดลอง
1.1 วัตถุดิบ
ขนาดอนุภาคเฉลี่ยของไมโครพาวเดอร์ -Al2O3 และคอรันดัมสีขาวต่ำกว่า 5μm; ผงไมโคร SiO2 นำมาจาก Elkem ประเทศนอร์เวย์ โดยมีสัดส่วนมวล 98.3 เปอร์เซ็นต์ และขนาดอนุภาคเฉลี่ยอยู่ที่ 5.917μm อนุภาคที่ใช้ ได้แก่ คอรันดัมแบบตาราง คอรันดัมสีขาว และอิเล็กทริก เมลท์ มัลไลท์ มีข้อกำหนดขนาดอนุภาคสองขนาด: 0-1มม. และ 1-3มม.
1.2 การหาปัจจัยการทดลอง
ถ้าอิทธิพลของสิ่งเจือปนที่มีต่อคุณสมบัติของวัสดุคอรันดัม-มัลไลท์ถูกเพิกเฉย หรือถือว่าอิทธิพลของสิ่งเจือปนที่มีต่อคุณสมบัติของวัสดุคอรันดัม-มัลไลท์เหมือนกัน เนื่องจากอนุภาคของคอรันดัม มัลไลท์ และผงละเอียดจะไม่เข้าร่วมในปฏิกิริยาระหว่าง กระบวนการเผา ถือได้ว่าประสิทธิภาพของวัสดุคอรันดัม-มัลไลท์นั้นพิจารณาจากเศษส่วนมวลของผงซิลิกาและผง -Al2O3 และอุณหภูมิในการเผาเป็นหลัก จากผลการทดสอบและวรรณกรรมก่อนหน้า [9] สภาวะมุมฉากสามารถระบุได้ดังนี้: w( -Al2O3 Micropowder) คือ 7 เปอร์เซ็นต์ , 9 เปอร์เซ็นต์ , 11 เปอร์เซ็นต์ ตามลำดับ; w (SiO2 micropowder) คือ 3 เปอร์เซ็นต์ , 3.5 เปอร์เซ็นต์ , 4 เปอร์เซ็นต์ ตามลำดับ; อุณหภูมิในการเผาคือ 1600, 1650, 1700 องศา ตามลำดับ
1.3 สูตรเซรามิกหลายเฟส
m (คอรันดัม): m (มัลไลท์) ในเฟสการจับจะอยู่ที่ประมาณ 75:25 และเศษส่วนมวลของเฟสการจับคือ 36 เปอร์เซ็นต์ถึง 38 เปอร์เซ็นต์ ส่วนประกอบของส่วนผสมขั้นสุดท้ายประกอบด้วย Al2O3 ที่มีสัดส่วนมวล 70 เปอร์เซ็นต์ถึง 81 เปอร์เซ็นต์ และ SiO2 ที่มีสัดส่วนมวล 19 เปอร์เซ็นต์ -30 เปอร์เซ็นต์
ในการศึกษานี้ โดยการปรับเศษส่วนของมวลและอุณหภูมิการเผาของไมโครพาวเดอร์ SiO2 และไมโครพาวเดอร์ -Al2O3 โครงสร้างจุลภาคของเซรามิกคอมโพสิตคอรันดัม-มัลไลท์ถูกควบคุมเพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ในการปรับปรุงความแข็งแรงที่อุณหภูมิสูงของเซรามิกคอมโพสิต ตามทฤษฎีการสะสมอย่างต่อเนื่องแบบดั้งเดิม Andreasen ใช้ U(Dp)=100.(Dp/Dpmax)q แทนการกระจายความหนาแน่น โดยที่ U(Dp) เป็นเปอร์เซ็นต์สะสมภายใต้ตะแกรง ( เปอร์เซ็นต์ ) Dpmax คือ ขนาดอนุภาคสูงสุด และ q คือดัชนีฟูลเลอร์ การทดสอบแสดงให้เห็นว่าเมื่อ q= การสะสมของอนุภาคต่อเนื่องที่ระดับ 0.33-0.50 มีอัตราส่วนที่เป็นโมฆะน้อยลง ในการศึกษานี้ q=0.45 เพื่อให้เฟสของอนุภาคที่ใช้มีโครงสร้างการบรรจุที่หนาแน่นขึ้น ในหมู่พวกเขา องค์ประกอบของ 1#-9# อนุภาคคือ 1-3มม. เฟสคอรันดัม เศษส่วนมวลคือ 47 เปอร์เซ็นต์ ; 0-1มม. มัลไลท์ผสม เศษส่วนมวลคือ 15 เปอร์เซ็นต์
1.4 วิธีการทดลอง
ผงที่ใช้เป็นขั้นตอนการจับจะถูกผสมอย่างสม่ำเสมอด้วยเครื่องบดลูก และเวลาผสมคือ 12 ชม. เฟสของอนุภาคจะถูกผสมอย่างเท่าเทียมกันตามสูตรที่ออกแบบไว้ และเติมโพลีไวนิลแอลกอฮอล์ในปริมาณที่เหมาะสมเพื่อคน จากนั้นจึงเพิ่มเฟสการจับกัน และวัสดุจะถูกระบายออกหลังจากผสมอย่างเท่าเทียมกัน มันถูกสร้างขึ้นโดยการกด หลังจากที่ตัวอย่างที่ขึ้นรูปแห้งแล้ว พวกเขาจะถูกเผาที่อุณหภูมิ 1,600, 1,650 และ 1,700 องศาตามลำดับ และเวลาในการคงไว้คือ 4 ชม.
สมบัติทางกายภาพและทางกลของตัวอย่างที่ถูกเผานั้นดำเนินการตามมาตรฐานแห่งชาติที่เกี่ยวข้อง การทดสอบเสถียรภาพทางความร้อนใช้วิธีระบายความร้อนด้วยน้ำ ตัวอย่างขนาด 25 มม. × 25 มม. × 125 มม. ใช้สำหรับการทดสอบโดยตรง เตาเผาอุณหภูมิสูงถูกทำให้ร้อนถึง 1,100 องศา และวางตัวอย่างใน หลังจากเพิ่มอุณหภูมิเป็น 1,100 องศาอีกครั้งภายในระยะเวลา ให้เก็บไว้ 30 นาที นำออกมาวางในน้ำอุณหภูมิห้องที่ไหล (ประมาณ 20 องศา ) เพื่อทำให้เย็นลงอย่างรวดเร็วเป็นเวลา 3 นาที และใช้เปอร์เซ็นต์ของความแข็งแรงตกค้างของตัวอย่างเพื่อระบุลักษณะเสถียรภาพทางความร้อนของผลิตภัณฑ์ เงื่อนไขการทดสอบการต้านทานการคืบ เพื่อรักษาอุณหภูมิที่ 1600 องศาในอากาศเป็นเวลา 25 ชม. มีการทดสอบความแข็งแรงดัดที่อุณหภูมิสูงกับตัวอย่างขนาด 25 มม. × 25 มม. × 125 มม. และสภาวะการทดสอบคือ 3 ชม. ที่อุณหภูมิ 1,400 องศาในอากาศ กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด S-570 (SEM) ใช้เพื่อสังเกตความร้อน สัณฐานวิทยาของโครงสร้างจุลภาคของพื้นผิวที่แตกร้าวของตัวอย่างก่อนและหลังการกระทบ
สรุปแล้ว
(1) ไมโครพาวเดอร์ SiO2, -Al2O3 ไมครอน ความเสถียรต่อช็อกความร้อนและการคืบคืบมีผลกระทบมากที่สุด รองลงมาคือไมโครพาวเดอร์ -Al2O3 และไมโครพาวเดอร์ซิลิคอน เงื่อนไขการทดสอบที่ดีที่สุดคือ: w ( -Al2O3 micropowder)=11 เปอร์เซ็นต์ , w (SiO2 micropowder)=3 เปอร์เซ็นต์ เผาที่อุณหภูมิ 1650 องศา คุณสมบัติของตัวอย่างภายใต้เงื่อนไขนี้ ได้แก่ ความหนาแน่นรวม 2.96 กรัม/ลบ.ซม. ความพรุน 18.5 เปอร์เซ็นต์ การสูญเสียความแข็งแรงดัด 30 เปอร์เซ็นต์ เปอร์เซ็นต์การคืบ 0.99 เปอร์เซ็นต์
(2) ไมโครพาวเดอร์ -Al2O3, ไมโครพาวเดอร์ SiO2 และอุณหภูมิการจุดไฟจะมีผลกระทบต่อสถานะพันธะระหว่างอนุภาคและเมทริกซ์มากขึ้น เช่นเดียวกับมัลไลท์ รูพรุน และ -Al2O3 ที่ตกค้างในเมทริกซ์ ซึ่งจะส่งผลกระทบมากขึ้นต่อ ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อน โมดูลัสยืดหยุ่น และค่าการนำความร้อนก็มีผลเช่นกัน ซึ่งท้ายที่สุดจะส่งผลต่อการต้านทานการเปลี่ยนแปลงทางความร้อนของวัสดุ
(3) การแตกหักของวัสดุคอรันดัมมัลไลท์ที่อุณหภูมิห้องถูกควบคุมโดยกระบวนการขยายรอยร้าว ในขณะที่อุณหภูมิสูงจะถูกควบคุมโดยกลไกการคืบ