电熔锆刚玉结合锆英石捣打料抗蚀性能的研究

摘要

该文首次以锆英石为耐火骨料、电熔锆刚玉为耐火粉料和硅溶胶-氧化铝复合胶结剂制备了一种电熔锆刚玉结合锆英石的玻璃窑用捣打料.同纯锆英石捣打料相比,掺电熔锆刚玉后的锆英石捣打料具有烧结温度低、结构致密、抗侵蚀能力强的特点.首次采用硅溶胶-氧化铝复合胶结剂代替传统的磷酸盐胶结剂来制备玻璃溶用捣打料.其优点是:可在常温下硬化、烧结收缩小、抗侵蚀能力增强.通过SEM、EDAX、XRD、DTA和显微光学观察等方法对试样的相组成和物理化学变化进行了分析,测试了试样的气孔率、抗压强度、密度和侵蚀深度等材料物理力学性能,系统地研究了添加了电熔锆刚玉和硅溶胶-氧化铝复合胶结剂对捣打料抗玻璃液侵蚀性能及其材料物理力学性能的影响,并对它们提高锆质捣打料抗蚀性的机理进行了初步探讨.研究表明影响锆质捣打料抗玻璃液侵蚀性的主要因素是其化学组成、晶相组成、显微结构和钠钙硅玻璃液的碱度.在1300℃下烧结含30％电熔锆刚玉的捣打料试样,抗压强度达到155Mpa,气孔率为9.0％,侵蚀率下降到仅为锆英石捣打料的十分之一,烧结温度降低了100℃,其晶粒与基质紧密的结合和气孔率的降低等显微结构特征是它具有较好的综合性能的主要因素,同时,它也比锆英石捣打料有更好的抗碱性玻璃液腐蚀的能力.比较了磷酸、低钙铝酸水盐水泥和硅溶胶结剂对捣打料性能的影响.结果表明:磷酸(盐)胶结剂高温下生成的结合相不耐钠钙硅玻璃液侵蚀,具有体积收缩大、常温下不能硬化、常温下强度低的缺点;硅溶胶-氧化铝复合胶结剂的试样,经高温烧结形成分布均匀、结构致密的莫来石为主的陶瓷结合相,也减少了捣打料的高温烧结收缩,因而抗钠钙硅玻璃液侵蚀性的能力有显著提高;另一方面,它常温下能硬化,具有较高的常温抗压强度(9.7Mpa),施工性能也得以改善.针对锆英石烧结温度高的问题,探讨了添加氧化铝、氧化镁、硼酸、氧化铈等外加剂对制品气孔率、抗压强度、抗蚀性的影响.结果显示:添加Al<,2>O<,3>后形成了莫来石能减少捣打料的高温体积收缩,其它添加剂没有引起新相的生成,它们绝大部分进入玻璃相,有利于捣打料的烧结,适宜的添加量(Al<,2>O<,3>5~10％,MgO<2％,)对改善制品抗蚀性有益,过多的量则会恶化其性能.

目录

文摘

英文文摘

前言

第1章文献综述

1.1捣打料的特点、组成、性能和应用

1.2影响锆质捣打料抗蚀性的主要因素

1.3添加剂对锆英石烧结的影响

1.4胶结剂方面的研究

1.5抗蚀性的表征方法

第2章实验与测试方法

2.1实验方案的确定

2.2试验材料

2.3制备方法

2.4性能测试

第3章不同锆质捣打料的抗蚀性及侵蚀机理

3.1 ZS（锆英石）捣打料的性能特点及侵蚀机理

3.1.1 ZS捣打料的烧结性能

3.1.2 ZS捣打料的侵蚀机理

3.2 AZS（电熔锆刚玉）捣打料的性能特点及侵蚀机理

3.3 AZS-ZS（电熔锆刚玉结合锆英石）捣打料的性能特点及侵蚀机理

3.3.1 AZS粉料对烧结性能的影响

3.3.2 AZS粉料对显微结构的影响

3.3.3 AZS-ZS的侵蚀机理

第4章外加剂对捣打料性能的影响

4.1 uf-Al2O3对性能的影响

4.1.1对烧结温度的影响

4.1.2对收缩率的影响

4.1.3对气孔率的影响

4.1.4对抗蚀性的影响

4.2 CeO对性能的影响

4.3 H3BO4对性能的影响

4.4 氧化镁对性能的影响

第5章胶结剂对捣打料性能的影响

5.1磷酸(盐)胶结剂的特点

5.1.1强度特征和硬化机理

5.1.2与添加剂和杂质的反应

5.1.3磷酸(盐)结合剂的侵蚀特点

5.2硅溶胶陶瓷结合剂的特点

5.2.1强度特征和硬化机理

5.2.2 与添加剂uf-Al2O3的反应

5.2.3硅溶胶氧化铝复合结合剂的侵蚀特点

5.3 不同胶结剂对体积收缩率的影响

结论

参考文献

我的感谢