蓝晶石基刚玉-莫来石陶瓷

本实验在制备刚玉-莫来石陶瓷过程中加入蓝晶,以蓝晶石的膨胀性能来抵消或减小陶瓷烧结过程中的收缩比例,增强陶瓷的各项性能,特别是抗折强度;并通过改变烧结制度,探究蓝晶石基刚玉-莫来石最佳的烧结温度。

耐高温氧化锆-刚玉-莫来石复相陶瓷的制备及其抗热震性

以煤系高岭土、α-Al_2O_3和部分稳定氧化锆(PSZ,3%mol Y_2O_3)为原料,制备了耐高温氧化锆-刚玉-莫来石复相陶瓷。采用XRD、SEM等测试技术对样品的物相组成及显微结构进行了表征,研究了PSZ添加量(分别为5wt%、10wt%、15wt%、20wt%、25wt%、30wt%)对样品物理性能、高温塑性变形及抗热震性的影响。结果表明:由于采用含3%mol Y_2O_3的PSZ,Y_2O_3在高温下起到了烧结助剂的作用,致使样品的烧成温度显著降低;同时随着PSZ添加量的增加,样品的抗折强度增加。经最佳烧成温度烧成的各样品的抗折强度分别达到147.4 MPa、161.3 MPa、205.9 MPa、234.4 MPa、294.0 MPa、385.0 MPa。当PSZ的最佳添加量为10wt%时,样品具有较低的高温塑性变形及良好的抗热震性;当PSZ添加量继续增加,样品在高温易产生液相,抗蠕变及抗热震性降低。SEM显微结构研究表明,随着氧化锆添加量增加,样品结构越致密,增强效果越显著。XRD分析结果表明,复相陶瓷具有良好的耐高温性能,热震前后样品的物相组成不变,均为莫来石、刚玉、m-Zr O_2和t-Zr O_2。

刚玉-莫来石质承烧板的研制

本文采用正交设计方法研究了氧化铝微粉、高岭土及烧成温度对刚玉-莫来石复相陶瓷热震稳定性及蠕变性能的影响机制。结果表明:对于复相陶瓷的抗热震性而言,影响最大的是高岭土,其次是氧化铝微粉,烧成温度的影响最小;对于抗蠕变性而言,影响最大的是氧化铝微粉,其次是烧成温度,高岭土对蠕变量的影响最小。氧化铝微粉的加入量增加可以使蠕变量下降,抗热震性提高;烧成温度提高会使蠕变量减小,但是对抗热震性不利;随高岭土加入量增加抗热震性呈降低趋势。

原位合成堇青石结合刚玉-莫来石高温除尘多孔陶瓷的研究

以煅烧铝矾土为骨料,以星子高岭土、桂广滑石、工业氧化铝原位合成堇青石为结合剂,采用颗粒堆积成孔法制备了堇青石-刚玉-莫来石多孔陶瓷支撑体,采用阿基米德原理静力称重法、XRD、SEM等现代测试技术测试了样品的性能,研究了样品的物相组成及显微结构。探讨了煅烧铝矾土颗粒级配、烧成温度和陶瓷结合剂含量对样品的气孔率、抗折强度及显微结构的影响。结果表明:D1(结合剂质量含量50%,粗骨料质量含量30%)样品的综合性能较佳,经1 300℃烧成的样品的气孔率为25.99%,抗折强度达27.58 MPa,样品相组成为堇青石、莫来石和刚玉,显微结构呈多孔状,气孔分布均匀,气孔连通。多孔陶瓷支撑体的颗粒级配应选为w(粗颗粒)∶w(中颗粒)∶w(细颗粒)=30∶50∶20左右,粗颗粒含量不宜过高。

用于多孔介质燃烧板的刚玉-莫来石复相陶瓷的研究

多孔介质燃烧技术是实现低排放、稳定燃烧的有效方式,多孔介质燃烧板作为其核心材料需具有优异的抗热震、耐高温和抗氧化性能。刚玉-莫来石复相陶瓷是耐高温、抗热震环境中使用的优选陶瓷材料。本实验以高岭土、α-Al_(2)O_(3)为原料,采用无压烧结工艺,制备了刚玉-莫来石复相陶瓷。通过XRD、SEM、FESEM等现代测试技术研究了不同配比的高岭土对刚玉-莫来石复相陶瓷的相组成、微观结构和性能的影响。结果表明:经1 620℃烧成的复相陶瓷样品C3(w(α-Al_(2)O_(3))∶w(高岭土)=60∶40)抗折强度达107.59 MPa,样品经30次热震(1 100℃~室温)后强度提升至120.75 MPa,提升率为12.23%。样品的相组成为刚玉和莫来石,短柱状的莫来石与刚玉晶粒相互交错生长,赋予样品具有较高的力学性能及抗热震性能。