纳米氧化铝超塑性及其对轻量刚玉材料微结构的影响

高温工业炉衬耐火材料轻量化可大大降低工业窑炉能耗,对整个高温工业节能减排具有举足轻重的意义,也是目前国内外本领域所关注的重要课题,其关键在于形成大量微纳米封闭气孔。本文采用高温弹性模量、高温应力-应变等测试手段,首先对不同晶型纳米氧化铝的超塑性进行了对比研究;基于优势晶型纳米氧化铝超塑性,引入纳米铝溶胶,通过构建纳-微米双尺度烧结模型,制备了轻量刚玉材料。结果表明:与普通氧化铝微粉相比,纳米氧化铝表现出更好的高温超塑性,其中,纳米γ-Al_2O_3较为显著,其应变量为普通氧化铝微粉的3倍;引入纳米铝溶胶,发挥纳米氧化铝超塑性,可使材料闭口气孔率增加,体积密度降低,晶内气孔数量增加,制备出显气孔率较低、闭口气孔率较高、平均孔径较小的轻量微孔刚玉材料。