原位合成制备莫来石-刚玉质耐火材料研究

• 作 者: 李萍
• 机 构: 景德镇陶瓷学院
• 出 处: 景德镇陶瓷学院
• 发表日期: 2011年期
• 关键词: 原位合成 莫来石-刚玉质 耐火材料 烧结性能

莫来石-刚玉质材料具有抗蠕变、熔点高、抗热震和抗氧化性好，而且该类材料的原料丰富、性价比高，因此该类材料被认为是最优发展前途的高温材料之一。但国内的莫来石-刚玉质产品相比于国外同类产品，在抗热震性和使用寿命方面稍逊一筹，所以有必要对其进行系统的研究。　　本课题创新地采用原位合成针状莫来石的方式来制备莫来石-刚玉质耐火材料，并以此来提高材料的性能。本课题将莫来石晶须前驱体加入到烧结体材质中后让其进行原位反应。利用 XRD、TEM等测试手段对样品进行分析，并对耐火材料的强度、强度保持率、热膨胀系数和吸水率等力学性能和烧结性能以及显微结构进行测试和分析，讨论了烧结体配方、压力、烧成温度、配比、前驱体粒径和烧结助剂与莫来石-刚玉质耐火材料性能间的关系。　　在确定烧结体配方的实验中，莫来石质烧结体更加有利于针状莫来石的生成。在确定烧结体配方的基础之上，对样品的压力和烧成温度进行讨论，通过测试结果发现：当压力为8Mpa，烧成温度为1450℃时，样品性能较优。随后根据实验结果，对晶须前驱体与烧结体的质量比进行单因素实验，根据测试结果发现：当两者的质量比为5:5时，试样中的刚玉晶体和针状莫来石的比例适中，样品的性能较优，分别为：吸水率为14.9％，体积密度为2.1g/cm3，显气孔率为31.5%，抗折强度为55.9Mpa。　　本课题创新地对晶须前驱体进行喷水造粒处理，营造假性颗粒，使之更有利于针状莫来石的形成，通过实验结果我们可以发现：当粒径处于20-60目时，样品的性能最优。　　为了更好的提高材料的烧结性能，本课题选择加入不同含量的不同烧结助剂，以此进行实验探讨。最终得到当外加8%的滑石时，样品的性能最优，白云石的加入不利于抗热震性的提高，同时本组实验进行了强度保持率的测试，得到：　　在针状莫来石改善莫来石-刚玉质耐火材料中，莫来石主要是通过其独特的针、柱状穿插骨架结构。　　本文希望通过对以上问题的研究，为进一步提高莫来石-刚玉质耐火材料的性能提供了一个参考方向。