添加物对刚玉莫来石耐火材料性能的影响

论文摘要

刚玉-莫来石材料具有高熔点、良好的抗蠕变及抗热震性能,且原料丰富,性价比高,广泛用作高温窑具材料。国内刚玉-莫来石窑具与国外同类产品相比,主要问题在于抗热震性较差,综合性能不佳。为了改善刚玉-莫来石材料的性能,本工作以过渡塑性相工艺为理论指导,以红柱石、板状刚玉、氧化铝微粉和硅微粉等为原料进行配料,分别外加0、1%、2%和3%的金属铝或单质硅,研究了两种不同添加剂及加入量对刚玉-莫来石材料性能的影响。通过分别研究金属铝和单质硅对刚玉-莫来石材料致密度、强度、韧性及抗热震性的影响,试验结果发现,金属铝和单质硅添加到刚玉-莫来石材料中都能形成塑性成型,且在烧成过程中铝、硅原位氧化生成氧化物填充部分气孔,有利于降低材料的显气孔率;氧化生成的氧化物活性大,易与基质中物质反应生成莫来石,且所生成的莫来石晶体呈针柱状,形成相互穿插、桥接和互锁,起到裂纹钉扎、偏转等作用,从而提高了材料的强度、韧性和抗热震性;由于金属铝和单质硅的密度较低,添加后降低了材料的体积密度。对比分析金属铝和单质硅对刚玉-莫来石材料性能的影响发现,金属铝相对与单质硅具有更好的塑性,更低的熔点,其对材料的强度、韧性和抗热震性的改善优于添加单质硅。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 窑具材料
• 1.1.1 窑具材料的分类及性能
• 1.1.2 影响窑具使用寿命的主要因素
• 1.1.3 改善窑具材料抗热震性的途径
• 1.2 刚玉－莫来石窑具
• 1.2.1 刚玉、莫来石的特性
• 1.2.2 刚玉-莫来石窑具的发展概况及特性
• 1.3 金属添加剂对耐火材料性能影响研究进展
• 1.4 立题依据及意义
• 第二章 试验方案与测试方法
• 2.1 试验原料
• 2.2 配方设计
• 2.3 试样制备
• 2.4 性能、物相和结构测试分析方法
• 2.4.1 材料基本性能检测
• 2.4.2 XRD和SEM分析
• 第三章 金属铝对刚玉-莫来石材料性能的影响
• 3.1 金属Al添加量对致密度的影响
• 3.1.1 对显气孔率的影响
• 3.1.2 对体积密度的影响
• 3.2 金属铝添加量对强度的影响
• 3.3 金属铝添加量对荷载-变形曲线的影响
• 3.4 金属铝添加量对抗热震性的影响
• 3.5 小结
• 第四章 单质硅对刚玉-莫来石材料性能的影响
• 4.1 单质硅添加量对致密度的影响
• 4.1.1 对显气孔率的影响
• 4.1.2 对体积密度的影响
• 4.2 单质硅添加量对强度的影响
• 4.3 单质硅添加量对荷载-变形曲线的影响
• 4.4 单质硅添加量对抗热震性的影响
• 4.5 小结
• 第五章 全文总结
• 参考文献
• 发表论文和科研情况说明
• 致谢