α-Al_2O_3粉在陶瓷磨具结合剂中的微观作用

在磨料磨具制造中 ,细粒度、高硬度的碳化硅陶瓷磨具的黑心现象一直是行业研究、关注的问题。本文是在对如何解决碳化硅陶瓷磨具黑心问题研究的基础上 ,在专用陶瓷结合剂的研究中 ,通过试验发现 ,在陶瓷结合剂中适当的引入α -Al2 O3粉后 ,可在较高的吸水率 ( 8% )的情况下 ,其硬度、抗压强度、抗折强度、抗弯强度与较低吸水率 ( <1% )的同类产品相同。利用X—衍射、岩相分析发现 ,由于α -Al2 O3粉的引入 ,促进了结合剂中石英的反应 ,使结合剂反应更完全。在扫描电镜下观察发现 ,引入的α -Al2 O3粉在陶瓷结合剂中发生了扩散 ,形成了反应层 ,且该反应层非常的致密、组织均匀 ,未发现新的晶体生成。这个反应层在陶瓷结合剂中起着加强网的作用 ,使得陶瓷磨具在气孔率较高的情况下保证陶瓷磨具的机械强度。

α-Al_2O_3对陶瓷结合剂强度的影响及其作用机理

在陶瓷磨具的制作过程中,α-Al2O3经常作为一种填料加入到陶瓷结合剂中,用以改善陶瓷磨具的强度、烧结温度等性能。本文以α-Al2O3的加入量对陶瓷结合剂结合性能的影响为研究对象,通过测试不同温度、不同配比的陶瓷试条的抗折强度及晶相分析,深入探讨陶瓷结合剂的结合机理及α-Al2O3在其中所起的作用,并找出其中规律。研究表明,通过加入α-Al2O3提高结合剂的黏度,可有效防止试条在烧结过程中变形的发生,随着α-Al2O3的加入量的增加,结合剂强度会呈现一个先上升后下降的趋势,在某一特定黏度下结合强度将达到最大值;随着烧结温度的升高,需要加入更大比例的α-Al2O3粉,来调节其黏度,这使得不同温度下烧结的试条强度的峰值所在位置发生偏移;在高于750℃下烧结,α-Al2O3可以与陶瓷结合剂中的Li-Si-O相发生反应生成LiAl(SiO3)2微晶玻璃相,该晶相在陶瓷结合剂中形成的微晶玻璃相起到钉扎裂纹的作用,防止其扩散、延伸,有助于增强陶瓷磨具强度。

结合剂对Al_2O_3-MgAl_2O_4-SiC-C质铁沟浇注料性能的影响

以电熔镁铝尖晶石(粒度为5～3mm、3～1mm)和电熔白刚玉颗粒(粒度<1mm)以及白刚玉细粉、碳化硅细粉、活性αAl2O3微粉、Si粉和球状沥青等为主要原料,在保持基料的配比不变的条件下分别采用铝酸钙水泥(w,3%)+SiO2微粉(w,2%)及ρAl2O3(w,4%)为结合剂,振动成型为Al2O3-MgAl2O4-SiC-C试样,室温养护24h后脱模,分别于110℃24h、1100℃3h和1500℃3h(埋炭)条件下热处理,然后测定试样的体积密度、显气孔率、线变化率、抗折强度、耐压强度和抗渣性。试验结果表明:铝酸钙水泥+SiO2微粉结合的浇注料流动性较好,经110℃24h、1100℃3h和1500℃3h(埋炭)热处理后,试样的显气孔率较小,体积密度较大,常温耐压强度和常温抗折强度优于以ρAl2O3为结合剂的;但是,采用铝酸钙水泥+SiO2微粉作结合剂的试样经1500℃埋炭3h处理后的线变化率较大,试样的高温抗折强度和抗侵蚀性能也明显低于ρAl2O3结合试样的。

Na_2O/B_2O_3对陶瓷基础结合剂性能的影响

采用固相熔融法制备了Na_2O-B_2O_3-Al_2O_3-SiO_2系金刚石砂轮用陶瓷基础结合剂,考察了Na_2O与B_2O_3摩尔比对结合剂耐火度、流动性、气孔率、体积密度、抗折强度及显微结构的影响。结果表明,随着Na_2O与B_2O_3摩尔比升高,结合剂的耐火度降低、气孔率变化较小、流动性增强、体积密度增加、抗折强度先增加后减弱、显微结构也随之先致密后稀疏;当Na_2O与B_2O_3摩尔比为1.5时,结合剂综合性能最好,其抗折强度高达56 MPa,耐火度为720℃,流动性为190%;结合剂为非晶态结构,孔隙少,结构较致密,连接桥粗壮光滑。

MA尖晶石浇注料的研究

实验发现ρ－ＡＩ２Ｏ３结合的浇注料性能优于水玻璃，铝酸钙水泥结合的浇注料性能，尤其是中、高温强度及抗渣性能。

CBN磨具用陶瓷结合剂气孔控制研究

根据需要控制气孔状态是提高陶瓷CBN磨具使川性能的一个重要途径。本文以CBN磨具用低温陶瓷结合剂为研究对象,通过流动度测试、SEM形貌观察等实验手段．探讨了在不同的烧制温度,以及引入α-Al2O3填料的情况下,陶瓷结合剂中气孔状况的变化规律。研究表明,在适当的温度范围内,结合剂流动度变化情况可作为气孔控制的一个有效参考依据,流动度差值大的结合剂,其气孔状态可调性也大;α-Al2O3填料对气孔状态的影响具有两面性,一方面可增大熔体高温粘度从而减小残留气孔尺寸,另一方面降低了,气体在熔体中的溶解度使气孔增大,两方面综合作用决定了对气孔状态的影响。

添加剂对超硬材料陶瓷结合剂显微结构的影响

本文以金属Al粉和α-Al2O3微粉为添加剂,研究其添加量对陶瓷结合剂性能和显微结构的影响。通过X-ray衍射仪和扫描电子显微镜分析得知,金属Al粉添加量为4wt%,在620℃温度下烧成时,金属Al粉主要以单质熔融铝的形式存在,且熔融铝与陶瓷结合剂结合良好,使得试样的强度比基础陶瓷结合剂提高了10.3%;试样中单独加入α-Al2O3微粉可以提高陶瓷结合剂的粘度,有效防止烧成过程中的不均匀变形,同时可以提高陶瓷结合剂的致密度;金属Al粉添加量为2wt%,同时加入30wt%的α-Al2O3,在680℃下烧成时,大部分的金属Al粉被氧化为氧化铝,α-Al2O3微粉和金属Al粉氧化生成的氧化铝进一步增强了陶瓷结合剂的致密度,并且与陶瓷结合剂反应生成可以拓宽烧结范围、抑制裂纹延伸的霞石(NaAlSiO4),使得试样的强度比基础陶瓷结合剂提高了195.5%。

烧成制度和结合剂对刚玉-莫来石窑具性能的影响

以板状刚玉(粒度为3～1mm和≤1mm)、莫来石(粒度≤1mm)和αAl2O3微粉为原料,分别加入一定量的高岭土和硅胶-铝胶(其中Al、Si的物质的量比为3)作为结合剂,在燃油倒焰窑中经不同的烧成制度(分别加热至1000℃、1150℃、1200℃、1300℃和1500℃保温1h后,继续升温至1700℃烧成)烧制成刚玉-莫来石窑具材料,并对比研究了这两种结合剂在上述保温温度下处理1h后的相变化及其对刚玉-莫来石材料强度和抗热震性的影响。结果表明:硅胶-铝胶结合剂中莫来石的显著形成温度约为1150℃,远低于高岭土的1500℃;在相同的烧成制度下,以硅胶-铝胶为结合剂的刚玉-莫来石试样的常温抗折强度比以高岭土为结合剂的低,而其抗热震性优于以高岭土为结合剂的。

结合剂对高速连铸中间包永久衬浇注料性能的影响

以特级焦宝石颗粒、轻质莫来石骨料、特级矾土细粉、活性α-Al2O3微粉、石英细粉等为主要原料,分别用6%质量分数的电熔镁砂细粉、Secar75水泥、ρ-Al2O3与5%质量分数的SiO2微粉组成结合体系,配制成3种不同结合体系的高速连铸中间包永久衬浇注料,并对比研究了3种结合体系对浇注料物理性能和抗热震性的影响。结果表明:电熔镁砂细粉+SiO2微粉结合的浇注料试样在各温度下(110、800、1 100和1 400℃)热处理后的常温强度、1 200℃热态抗折强度、1 100℃水冷热震1次后强度保持率均优于以Secar75水泥+SiO2微粉和ρ-Al2O3+SiO2微粉为结合剂的试样的,但其1 400℃热态抗折强度低于后两者的。

结合剂对刚玉质耐火浇注料性能的影响

本文以刚玉质浇注料作为研究对象,选择了纯铝酸盐水泥和ρ-Al2O3作为其结合剂,研究了两者分别和复合使用时浇注料在性能上的差异。结果表明:1以纯铝酸盐水泥为结合剂的浇注料烧后线膨胀较大,显气孔率较小,烧后的抗折强度和抗压均较高;2以纯铝酸盐水泥和ρ-Al2O3复合结合的浇注料各项性能居中;3以ρ-Al2O3为结合剂的浇注料线收缩较大,烘后强度较高,中温烧后强度最低,高温强度还有待于日后检验。

添加剂对超硬材料陶瓷结合剂性能的影响

以金属Al粉与α-Al2O3微粉作为陶瓷结合剂的添加剂,研究其对陶瓷结合剂抗弯强度、矿物组成及气孔分布等性能的影响。结果表明:金属Al粉添加量为4wt%,在620℃下烧结时,试样抗折强度最高为29.97 MPa,较基础陶瓷结合剂试样提高了10.3%;单独添加α-Al2O3微粉能够提高结合剂的黏度,防止试样在烧成过程中产生不均匀变形,提高陶瓷结合剂的网络致密度;在680℃下烧结,试样抗折强度大幅提高,最高强度为65.46 MPa,较基础陶瓷结合剂提高了140%,并且与陶瓷结合剂发生反应生成霞石(NaAlSiO4),霞石的生成有拓宽烧结范围,抑制裂纹延伸的作用;金属Al粉与α-Al2O3微粉共同加入对陶瓷结合剂抗折强度的提高有更好的效果,在680℃下烧结,当金属Al粉添加量为2wt%,α-Al2O3微粉添加量为30wt%时,试样抗折强度最高为80.33 MPa,较基础陶瓷结合剂试样提高了195.5%;金属Al粉的加入不会影响陶瓷结合剂气孔的形成,气孔分布均匀且较多,具备容纳磨屑与携带冷却液的性能。

一种高铁镁铁尖晶石砖的制造方法

用轻烧氧化镁和含铁材料为原料，原料的铁硅比Fe2O3／SiO2=5．5～7．5，镁硅比MgO／SiO2=80～180，钙硅比CaO／Si02<2．5，在1600～1750℃烧成镁铁砂。将镁铁砂、含Cr2O3和含ZrO2的原料粉碎成0～0．5mm的颗粒及<0．088mm的细粉。原料质量比为：镁铁砂100，铬铁矿5～20，氧化锆原料1～3，将上述各种粒度骨料投至混料机中干混，混合均匀后加入纸浆结合剂，再加入氧化锆及适量<0．088mm的细粉搅拌均匀，使粉料对骨料充分包裹。再经成型、干燥、烧成即为成品。产品组分质量比为：

基质组成对MgO质浇注料性能的影响

主要研究了MA尖晶石粉和α-Al2O3微粉加入量对MgO质浇注料性能的影响。结果表明,随着浇注料基质中MA尖晶石粉加入量的增加,试样在1100℃×3h和1550℃×3h烧后的抗折强度和耐压强度先递减而后又有所增加,试样抵抗熔渣渗透的能力加强,抵抗熔渣侵蚀的能力减弱。随着浇注料基质中α-Al2O3微粉加入量的增加,试样在1100℃×3h和1550℃×3h烧后的抗折强度和耐压强度基本上都逐步下降,试样抵抗熔渣渗透的能力加强,抵抗熔渣侵蚀的能力减弱。