塑性结合相对刚玉—莫来石复合材料性能的影响

论文摘要

刚玉-莫来石复相材料具有优良的高温强度、抗蠕变性、抗热震性和较高的使用温度（1500℃以上）,化学稳定性良好,不易与所承烧的产品发生反应等优点,并且莫来石和刚玉原料丰富、性价比高,因此随着磁性及电子陶瓷等新型功能陶瓷材料的广泛应用,刚玉-莫来石复相材料作为制备高档磁性材料、新型电子陶瓷等功能陶瓷材料窑炉使用的主要窑具材料,发展空间越来越大,也越来越受到大家的关注。目前制备高档磁性材料及新型电子陶瓷用的刚玉-莫来石复相窑具,特别是国内生产的此类推板砖的寿命较低（一般≤50次）,且稳定性不好,使用中易于磨损和断裂,这主要是由材料的强度特别是高温强度和抗热震稳定性不够理想造成的。同时此类材料的烧成温度比较高（一般在1700℃-1800℃左右）,烧成费用在制品成本中占有很大的比例,能源浪费严重。因此如何提高刚玉-莫来石材料的抗热震稳定性和强度,同时降低其烧成温度,实现陶瓷的低温快速烧结,是目前研究的一个重要课题,这对提高刚玉-莫来石复合材料的使用寿命,从而降低陶瓷企业的生产成本及节能减排,推动高档磁性材料、新型电子陶瓷等功能陶瓷材料产品的产业化生产具有重要的现实意义。为了改善刚玉-莫来石材料的性能,解决其热震稳定性与强度、烧结温度之间存在的矛盾,本论文以板状刚玉、烧结莫来石、活性氧化铝粉CT800FG和硅微粉为主要原料制备刚玉-莫来石复合材料。研究氧化后可以与试样中的A1203和Si02反应生成原位二次莫来石的金属A1、单质Si及A1-Si合金粉等塑性相的加入量对刚玉-莫来石材料的烧结性能、力学性能、热震稳定性能、物相组成及微观结构的影响。在上述研究的基础上,找出最佳的塑性相种类及加入量,进一步研究锆莫来石的加入量对材料各项性能的影响。研究结果表明：（1）三种塑性相都能提高刚玉-莫来石材料的烧结性能,但考虑综合效果,Al-Si合金粉优于A1粉和Si粉；（2）根据上一步实验结果,在添加合适的Al-Si合金粉的试样中,用锆莫来石粉取代烧结莫来石,能进一步提高材料的性能。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 文献综述
• 1.1 窑具概况
• 1.2 刚玉-莫来石复相窑具的特性及发展状况
• 1.3 立题依据
• 2 实验方案与测试方法
• 2.1 实验原料
• 2.2 实验设备
• 2.3 试样制备
• 2.4 材料基本性能检测
• 3 基质部分的研究
• 3.1 铝粉的影响
• 3.2 硅粉的影响
• 3.3 铝硅合金粉的影响
• 4 塑性相对刚玉-莫来石复合材料性能的影响
• 4.1 铝粉的影响
• 4.2 硅粉的影响
• 4.3 铝硅合金粉的影响
• 5 锆莫来石对刚玉-莫来石复合材料性能的影响
• 5.1 锆莫来石加入量对试样烧结性能的影响
• 5.2 锆莫来石加入量对试样力学性能的影响
• 5.3 锆莫来石加入量对试样抗热震性能的影响
• 6 全文总结
• 参考文献
• 发表论文
• 致谢