论文部分内容阅读
本文研究了以高铝矾土、Si、电熔白刚玉颗粒及细粉和部分添加剂为原料，氮气气氛下通过反应烧结的方法一步制备矾土基β-Sialon结合刚玉复合材料的工艺。研究结果表明，流动氮气气氛下1500℃／5h反应烧结可以得到主晶相为刚玉、次晶相为β-Sialon的矾土基β-Sialon结合刚玉复合材料，无其他晶相生成。用逐次回归的方法得到了常温抗折强度、体积密度及显气孔率与与颗粒级配间的函数式，其回归效果良好，可信度高，可用于预报反应烧结法制备矾土基β-Sialon结合刚玉复合材料的常温物理性能。得到了较理想的颗粒级配：刚玉粗颗粒45％、中颗粒10％、细粉45％(其中刚玉细粉25％，合成矾土基β-Sialon的细粉为20％)。用酚醛树脂作结合剂，显微结构表明，复合材料中生成大量矾土基β-Sialon晶须，并互相编织成网络结构。根据前面的工艺得到的矾土基β-Sialon结合刚玉复合材料的常温性能为：体积密度＞2.9g／cm3，显气孔率＜21％，抗折强度～15MPa。 矾土基β-Sialon结合刚玉复合材料的高温力学性能研究结果表明：矾土基β-Sialon含量在25％和30％时，复合材料的强度在800℃以前逐渐增加，800-1400℃基本保持不变。应力-应变关系随温度的变化规律表明800℃以前为弹性变形阶段，1400℃以前没有出现快速流动，说明复合材料中结晶效应占主导地位。 矾土基β-Sialon结合刚玉复合材料的抗热震性能较好，矾土基β-Sialon含量为25％时，其热震临界温度为600℃，热震温差为1350℃时其残余强度保持率仍然有65％；而相同条件的氧化铝基β-Sialon结合刚玉复合材料的临界温差为800℃，但温差为1350℃时的强度保持率比矾土基β-Sialon结合刚玉复合材料的低10个百分点。 矾土基β-Sialon结合刚玉复合材料的氧化属保护性氧化。实验条件下，矾土基β-Sialon结合刚玉复合材料的氧化动力学可分为两个阶段：60分钟以前，单位面积氧化增重与时间呈线性关系，属于化学反应与扩散过程共同控速。60分钟以后，单位面积氧化增重的平方与时间呈线性关系，属于扩散控速阶段。1250-1350℃范围内温度上升，矾土基β-Sialon结合刚玉复合材料的氧化速率减小。而同样条件下氧化铝基β-Sialon结合刚玉复合材料的变化趋势正好相反。推郑州大学硕士学位论文.，.闷月~.电口...，..口................................ 一‘.........两.州......‘月曰..卜‘~导了各阶段的氧化动力学模型。 与高铝砖和刚玉砖相比，矾土基p一Sialon结合刚玉复合材料的抗从C03侵蚀性能优异。