Al_(2) O_(3)-MgAl_(2) O_(4)复相骨料对刚玉-尖晶石浇注料抗渣性能的影响

为研究Al_(2)O_(3)-MgAl_(2)O_(4)复相骨料对刚玉-尖晶石浇注料抗渣性能的影响,在基质中添加与不添加尖晶石细粉的2种情况下,分别以板状刚玉骨料和Al_(2)O_(3)-MgAl_(2)O_(4)复相骨料制备了刚玉-尖晶石浇注料。先利用FactSage反应热力学软件计算了1600℃时板状刚玉和Al_(2)O_(3)-MgAl_(2)O_(4)复相骨料与熔渣之间的反应热力学,并采用浸泡法研究了2种骨料的抗渣性能,再采用静态坩埚法研究了2种骨料对浇注料抗渣性能的影响。结果表明:与板状刚玉骨料相比,Al_(2)O_(3)-MgAl_(2)O_(4)复相骨料侵蚀层中的裂纹细而少,遭受熔渣侵蚀后不易剥落,其过渡层中既有CA 6相也有尖晶石相,而且尖晶石相中固溶有Fe、Mn元素,该骨料不仅通过形成CA 6层来阻挡熔渣侵蚀,而且通过尖晶石吸收熔渣中FeO、MnO等物质而降低熔渣的黏度,进而起到抵抗熔渣侵蚀的作用。由Al_(2)O_(3)-MgAl_(2)O_(4)复相骨料替代板状刚玉骨料,浇注料试样的侵蚀和渗透面积百分率均有所降低,尤其在基质和骨料中同时引入尖晶石可更加有效地提高刚玉-尖晶石浇注料的抗渣性能。

不同碱度渣对刚玉-尖晶石浇注料的侵蚀行为研究

浇注料的抗渣侵蚀性能与钢渣的碱度密切相关。以烧结刚玉、缺陷尖晶石微粉、活性α-Al_(2)O_(3)微粉、电熔镁砂细粉和铝酸钙水泥(Secar71)为主要原料,制备了刚玉-尖晶石浇注料,采用静态坩埚法于1600℃保温3 h进行抗渣试验,并用热力学模拟计算了液相量和液相组成,研究了刚玉-尖晶石浇注料对3种不同碱度渣(1.6、2.3和7.6)的抗渣侵蚀性能。结果表明:刚玉-尖晶石浇注料在高碱度渣中溶解能力有限,在熔渣-耐火材料界面极易形成尖晶石固溶体和六铝酸钙等高熔点物相,形成致密层阻挡熔渣渗透和侵蚀。而其在低碱度渣中溶解度较高,在浇注料-熔渣达到较高反应程度时,才开始形成尖晶石固溶体和六铝酸钙等高温相,无法形成有效的致密层阻止熔渣对浇注料的侵蚀和渗透。因此,刚玉-尖晶石浇注料对高碱度渣抗渣侵蚀能力较强,对低碱度渣抗渣侵蚀能力较弱。

38CrMoAl渗氮钢微晶刚玉砂轮摆线磨削工艺试验研究

在实际磨削38CrMoAl渗氮钢过程中,存在磨削烧伤情况。本文分别采用白刚玉砂轮和微晶刚玉砂轮磨削38CrMoAl渗氮钢,对比研究了不同磨料类型刚玉砂轮对磨削力和表面粗糙度的影响规律。试验结果表明:相较于白刚玉砂轮,微晶刚玉砂轮磨削时磨削力降低了14.2%。基于正交试验方法,通过微晶刚玉砂轮平面磨削试验,探究了磨削工艺参数对磨削力和工件表面粗糙度的影响。结果分析表明:磨削深度对磨削力影响最大,其次是工件进给速度和砂轮转速;对于工件表面粗糙度而言,工件进给速度的影响最大,其次是砂轮速度和磨削深度。最终采用微晶刚玉砂轮对38CrMoAl渗氮钢齿轮样件进行批次加工,结果显示无磨削烧伤发生,且磨削表面质量得到了显著提高。

不同种类铝镁尖晶石细粉对刚玉尖晶石浇注料性能的影响

以板状刚玉颗粒和电熔尖晶石颗粒为骨料,以板状刚玉细粉、烧结或电熔尖晶石细粉、活性α-Al_(2)O_(3)微粉为基质,高纯铝酸钙水泥为结合剂,振动浇注成型,经1550℃高温烧成后制备刚玉尖晶石试样。研究了不同厂家烧结尖晶石细粉和电熔尖晶石细粉的化学成分、物相组成和粒度分布对刚玉尖晶石浇注料显微结构、烧后永久线变化率、显气孔率、体积密度、常温抗折强度、高温抗折强度和常温耐压强度的影响。

助烧剂对微晶Al_(2)O_(3)刚玉磨料结构与性能的影响

采用溶胶-凝胶技术合成Al_(2)O_(3)刚玉前驱体,以SiO 2-MgO-CaO为烧结助剂,利用无压烧结技术制备微晶陶瓷刚玉磨料。研究了助烧剂成分、掺杂量对磨料微观结构和力学性能的影响。结果表明:MgO有助于片状晶的生成,CaO有助于等轴晶的生成,助烧剂成分的最佳物质的量比为n(SiO_(2))∶n(MgO)∶n(CaO)=2∶1∶2。晶粒尺寸随助烧剂掺杂量的增多而增大,单颗粒抗压强度和密度则先增大后减小,在掺杂量(质量分数)为2.0%时分别达到最大值43.6 N和3.92 g/cm^(3)。

掺杂白刚玉粉体的钛合金阳极氧化膜性能研究

在硫酸阳极氧化液中添加白刚玉粉体,研究粉体加入量、阳极氧化电压、氧化液温度等对钛合金硫酸阳极氧化膜耐磨性和耐蚀性的影响。采用非磁性测厚仪测试氧化膜的厚度,采用电化学工作站测试盐水中钛合金阳极氧化膜的阻抗谱,使用RMJ-II型平面磨耗试验机测量氧化膜的耐磨性。研究结果表明:氧化液中粉体含量和阳极氧化电压对耐磨性的影响显著,对氧化膜的膜厚和阻抗影响都不显著;氧化液温度对三个性能影响都不显著;当粉体加入量为40~50 g/L时,钛合金阳极氧化膜的耐磨性能和耐蚀性能均增强;低温高电压进行钛合金阳极氧化可得到高耐磨性能的氧化膜;用高于90℃的蒸馏水进行封孔后,试样的阻抗值极大地提高,即阳极氧化钛合金的耐蚀性增强。

烧结工艺对纳米晶种微晶陶瓷刚玉磨料结构与性能的影响

采用溶胶-凝胶技术合成Al_(2)O_(3)刚玉前驱体,以SiO_(2)-MgO-CaO为助烧剂,α-Al_(2)O_(3)纳米粉体为晶种,利用传统烧结技术制备微晶陶瓷刚玉(SG)磨料。借助透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)及热重-量热扫描(TG-DSC)等技术分析了晶种的特性和凝胶前驱体的热学性能,探讨了烧结温度和烧结时间对SG磨料微观结构和力学性能的影响。结果表明,纳米α-Al_(2)O_(3)晶种的添加使θ→α-Al_(2)O_(3)相变温度降低了250℃。单颗粒抗压强度和密度随烧结温度的升高和烧结时间的延长先增大后减小,晶粒形貌由等轴晶转变为片状晶。在1 320℃烧结45 min制备的SG磨料的单颗粒抗压强度和密度分别为40.2 N和3.88 g/cm^(3),平均晶粒粒径为0.56μm,优于用传统烧结技术制备的微米晶种磨料样品。

二铝酸钙加入量对刚玉浇注料性能的影响

为了改善刚玉浇注料的性能,以白刚玉、二铝酸钙(CA_(2))、活性α-Al_(2)O_(3)微粉和纯铝酸钙水泥为主要原料,制备了刚玉浇注料,研究了CA_(2)加入量(加入质量分数分别为0、20%、30%、40%)对刚玉浇注料性能的影响。结果表明:1)随着CA_(2)的增多,刚玉浇注料的体积密度大幅减小,110℃烘干和800℃热处理后的常温耐压强度明显改善,而1200℃热处理后的常温耐压强度变化不明显;2)随着CA_(2)的增多,浇注料的平均热膨胀系数逐渐降低,热导率大幅降低,试样经800℃水冷热震后的抗折强度保持率大幅提升;3)CA_(2)的引入大幅提升了刚玉浇注料的透气性,且不影响刚玉浇注料的抗氢气还原性能。

结合剂种类对刚玉-尖晶石浇注料抗镍基高温合金侵蚀性能的影响

为扩展刚玉-尖晶石材料在高温合金冶炼方面的应用,以电熔白刚玉(粒度为5~3、3~1、≤1和≤0.074 mm)和烧结尖晶石(粒度≤1、≤0.044 mm)为主要原料,活性α-Al_(2)O_(3)微粉为烧结助剂,分别以Secar 71水泥、ρ-Al_(2)O_(3)微粉和磷酸镁水泥作为结合剂,制备了刚玉-尖晶石条形试样和坩埚试样,探究了不同结合剂对刚玉-尖晶石质浇注料常规性能和抗镍基高温合金侵蚀性能的影响。结果表明:1)3种结合剂中,采用Secar 71水泥作为结合剂的条形试样常规性能较好,1600℃烧后线收缩率最低,抗侵蚀试验后坩埚试样宏观侵蚀渗透面积最小,微观渗透深度最浅,抗镍基高温合金侵蚀性能最好。2)镍基高温合金中的Cr渗透进入坩埚内部较浅,Nb、Ti渗透明显比Cr更深,而主成分Ni、Fe几乎没有渗透进入坩埚试样内部。

刚玉骨料种类对高纯刚玉制品性能的影响

为对比电熔白刚玉和板状刚玉对高纯刚玉砖性能的影响,分别以粒度≤3 mm电熔白刚玉和板状刚玉为骨料,≤75μm的氧化铝粉和d_(50)≈3. 5μm的氧化铝微粉为基质,采用机压成型,分别于1 650、1 700、1 750和1 800℃保温3 h烧成制备了w(Al_2O_3)≥99. 0%的高纯刚玉试样。对两种烧后试样的常温和高温力学性能、高温蠕变性、抗热震性以及抗渣性进行了测定和分析。结果表明:无论是以板状刚玉还是电熔白刚玉为原料的高纯刚玉制品,其最佳烧成温度均为1 750℃;以板状刚玉为骨料制备试样的力学性能更优,抗渣渗透性更好,且试样的抗蠕变性好。分析原因主要为:板状刚玉颗粒结晶小,表面粗糙,骨料与基质的结合性好,显微结构中多为微细、非贯通气孔;电熔白刚玉中存在少量的β-Al_2O_3团聚体析晶物,高温蠕变时形成了较多液相。因此,以板状刚玉为骨料制备的高纯刚玉耐火制品综合性能更优。

刚玉石混凝土抗弹丸侵彻性能对比研究

进行了Φ37mm弹对混凝土靶体和刚玉微粉混凝土靶体、刚玉碎石混凝土靶体、刚玉块石混凝土靶体的侵彻试验,得到了不同的侵彻破坏效果,结合试验数据利用计算公式得到不同刚玉石混凝土的抗侵彻系数。结果表明刚玉块石混凝土靶体抗侵彻性能最优越,刚玉碎石混凝土抗侵彻性能次之,刚玉微粉混凝土靶体比混凝土靶体抗侵彻性能提高不明显。

以微孔刚玉-尖晶石骨料替代刚玉骨料制备刚玉-尖晶石浇注料

为提高钢包工作衬用刚玉-尖晶石浇注料的保温性能,以微孔刚玉-尖晶石骨料部分或全部替代同粒级的烧结刚玉骨料,制备了刚玉-尖晶石浇注料,对比研究了不同骨料对浇注料的体积密度、气孔率、力学强度、热导率、抗渣性等的影响。结果表明:采用微孔刚玉-尖晶石骨料部分或全部替代同粒级的烧结刚玉骨料制备的刚玉-尖晶石浇注料,其体积密度和热导率均明显降低,抗渣性能与传统烧结刚玉骨料制备的浇注料相当。将其用于钢包工作衬,有助于钢包减重,提高钢包保温性能。

北大别变质带高温变质作用的证据和时限:龚家岭地区刚玉片麻岩及其围岩的记录

长期以来,大别造山带的超高压变质作用一直是研究的热点,而有关该造山带的高温或超高温变质作用的研究则相对有限,且主要集中于北大别变质带中残存的特征性岩石--榴辉岩和变基性岩,对于普遍发育的长英质和泥质片麻岩的变质属性和时限则极少涉及,制约了人们对该造山带形成与演化过程的充分解读。为此,本次研究以北大别龚家岭地区广泛出露的刚玉片麻岩和含辉石花岗闪长片麻岩、黑云角闪斜长片麻岩为研究对象,展开了详细的野外调查、岩相学、矿物化学分析、热力学评价和年代学研究。研究显示,这些片麻岩经历了麻粒岩相、角闪岩相和绿片岩相3个阶段的变质作用,温压条件分别为:(1)T=724℃~762℃和P=0.3~0.4 GPa;(2)T=586℃~595℃和P=0.3~0.4 GPa;(3)T=382℃~395℃和P=0.1~0.3 GPa,总体显示了近等压降温的特征。其中条件(1)基本达到了高温变质作用范畴,为北大别变质带中普遍发育的片麻岩的主期变质条件。锆石U-Pb定年结果显示,刚玉片麻岩具Group-Ⅰ和Group-Ⅱ两组锆石年龄,分别为709±19 Ma~677±19 Ma和207±2 Ma。含辉石花岗闪长片麻岩则记录了Group-Ⅰ、Group-Ⅱ和Group-Ⅲ等3组锆石年龄,分别为602±23 Ma~237±11 Ma、217±4 Ma和192±5 Ma。结合锆石CL图和Th/U比值分析,这两个片麻岩的Group-Ⅰ组锆石Th/U比均大于0.1(多数>0.4),均为岩浆继承锆石,该年龄反映了早期多岩浆事件。Group-Ⅱ组锆石的Th/U比均<0.1,显示了变质成因特征,其217~207 Ma年龄对应于主期麻粒岩相变质时限。Group-Ⅲ组锆石的Th/U比均<0.1,表现变质增生特征,其192 Ma年龄相当于角闪岩相变质时限。本次研究表明北大别变质带主体经历了浅层次的高温变质作用,缺乏高温超高压变质的“记录”。

可水合氧化铝添加量对中温处理后刚玉浇注料强度和显微结构的影响

为弄清可水合氧化铝(HA)结合浇注料中温强度低的原因,以板状刚玉、活性氧化铝粉、HA为原料制备刚玉浇注料。研究了HA添加量(w,1%、3%、6%、9%)和热处理温度(110℃保温24 h,400、600、800、1000、1100和1250℃保温5 h)对浇注料强度和显微结构的影响。结果表明:1)养护和干燥过程中,HA通过水化反应生成蜂窝状产物勃姆石和拜耳石,起到结构骨架的作用,为浇注料提供强度。2)HA结合浇注料在1000℃热处理后强度最低;在低于1000℃时,热处理温度的升高会逐渐破坏水化产物的结构,降低浇注料的强度;高于1000℃时,浇注料基质中发生了局部烧结,使得强度有所回升。3)提高HA的加入量无法提升浇注料的中温强度,说明中温热处理使得HA的水化产物结构完全坍塌,无法起到结构支撑的作用。

Al/Si复合粉包覆改性刚玉颗粒对Al_(2)O_(3)-C材料性能的影响

首先,以3~1 mm的板状刚玉颗粒,Al粉、Si粉质量比分别为4∶0、3∶1、2∶2的Al/Si复合粉,以及酚醛树脂-乙二醇混合液为原料,通过搅拌、180℃烘烤、解体制成Al/Si复合粉包覆改性板状刚玉颗粒。然后,按常规工艺制备Al_(2)O_(3)-C试样,检测试样的常温和高温性能,分析试样的物相组成和显微结构。结果表明:1)在Al_(2)O_(3)-C材料中加入Al/Si复合粉包覆改性刚玉颗粒,可提高材料的致密度、常温强度、高温强度、抗热震性和抗氧化性;Al/Si复合粉中Al粉、Si粉的质量比以3∶1最佳。2)改性板状刚玉颗粒表面的Al粉和Si粉填充在颗粒表面的凹陷处,提高了试样的成型致密度以及烘烤后和埋炭热处理后试样的致密度、强度和抗氧化性;高温埋炭热处理后,这些Al粉和Si粉反应生成AlN、Al_(4)C_(3)、SiC等非氧化物,增强了改性刚玉颗粒与基质的结合,提高了试样的抗热震性和强度。

刚玉坩埚锅底耐冲击结构的设计及应用

刚玉坩埚常替代石墨坩埚用于中频电炉熔化有色金属,虽单炉容量和服役寿命明显高于石墨坩埚,但其失效的主要原因系锅底容易受到物料冲击造成,部分原因则是坩埚锅部与锅壁的厚度相差较大引起的热裂纹所致。本文根据常规刚玉坩埚失效的原因,设计了刚玉坩埚的底部耐物料冲击结构,提高其抗物料冲击能力。减少了坩埚锅底与锅壁的厚度差,降低了两者弧度差引起的热裂纹,刚玉坩埚的服役寿命得到明显的延长。

新型烧结刚玉磨料概述

本文阐述了新型烧结刚玉磨料及其制品的优越性能,分析了国内新型烧结刚玉磨料的研究与生产现状,探讨了新型烧结刚玉磨料生产技术本土化的意义。

不同刚玉骨料的刚玉-尖晶石浇注料性能研究

为了合理选用刚玉-尖晶石浇注料所用的刚玉骨料,分别以板状刚玉、白刚玉和棕刚玉为骨料,以板状刚玉细粉、电熔尖晶石细粉、氧化铝微粉、氧化铬细粉和纯铝酸钙水泥为基质,研究了三种种类刚玉骨料的刚玉-尖晶石浇注料的性能。结果表明:以棕刚玉为骨料的浇注料流动性最好,但随着处理温度的升高,棕刚玉晶界处的杂质向颗粒边缘迁移,使颗粒溃散,导致1 350℃时线变化较大,同时杂质促进基质烧结,大幅度提高了1 600℃时材料的常温强度,降低了高温抗折强度,而且抗渣侵蚀性最差;以板状刚玉为骨料的浇注料抗热震性最好,但抗渣渗透性最差。

电熔刚玉砖在浮法玻璃熔窑中的应用

电熔刚玉砖因其在抗玻璃侵蚀、抗发泡、抗结石等方面优异的性能,在浮法玻璃熔窑有着重要的应用。论文主要介绍了电熔刚玉砖的种类与理化性能,以及在浮法玻璃熔窑的工程项目中实际的应用。

回转窑焚烧炉用刚玉基浇注料的性能比较

危险废物焚烧回转窑用耐火砖在使用中易出现局部损毁,耐火砖采购周期长,不能满足回转窑快速检修需求,利用浇注料代替耐火砖是必然趋势。以刚玉基浇注料为研究对象,分别制备刚玉莫来石质、铬刚玉质、锆刚玉质和刚玉尖晶石浇注料,研究其物理性能和抗侵蚀性能。结果表明:刚玉莫来石和含锆英石的刚玉浇注料抗渣侵蚀性能差,但含锆英石刚玉浇注料的热震稳定性好;刚玉尖晶石浇注料和铬刚玉浇注料具有较强的抗渣侵蚀性能,Cr_(2)O_(3)含量越高其抗侵蚀性能越好。