提高锆质滑板热震稳定性的研究

摘要

文中介绍了通过添加稳定剂把单斜氧化锆转变为部分稳定的氧化锆的方法，考察了单一稳定剂对单斜氧化锆的稳定效果及规律，介绍了锆质制品中稳定化率含量对制品抗热震稳定性的影响。针对原材料类型、产地的不同对制品的性能产生不同的影响也做了简要的描述。
　　 随着钢铁冶炼技术的进步，钢材市场的需求，国内钢铁生产企业进行产品结构调整，一些深冲、超深冲等超低碳钢开发已成未来发展的必然趋势。这些高附加值的钢材生产，要求钢水在冶炼过程中尽量不使用含碳的耐火材料，传统的含碳耐火材料己不符合使用要求。另外，对于生产高钙钢来讲，在高温下，由于钙容易和钢包用含碳耐火材料(铝碳滑板)中的Al2O3反应，生成低熔点的铝酸钙，使得铝碳滑板的使用寿命大幅降低，很难满足正常生产的需要。
　　 由于ZrO2材料具有和钢水不浸润、耐冲刷等性能，因此用锆质材料代替含碳耐材是理想的选择。
　　 由于锆质制品烧结温度较高，且热震稳定性极差，国内生产95％-ZrO2滑板一般是采用CaO为稳定剂，制品的热震稳定性差，在使用过程中容易开裂，连用次数不超过2次。因此，开发抗热震稳定性不低4次的95％-Zr02滑板，可以节省钢材冶炼成本，降低工人劳动强度。
　　 氧化锆具有耐火度高、耐钢液侵蚀和冲刷等优良特性，但是纯氧化锆制品不容易制造。这主要是因为氧化锆从高温至室温所发生的相变，有约5-6％的体积膨胀，很难获得完整结构的烧制产品。在ZrO2中添加某些金属氧化物，其阳离子半径与zr4+半径相接近，能够在一定温度下单斜锆向四方晶、立方晶转化时，这些金属氧化物的阳离子固溶到到四方晶、立方晶结构中，温度降低时，能够抑制四方、立方晶向单斜结构转化，达到稳定晶格作用，称之为氧化锆稳定剂，如Y203、Cao、Al2O3、Mgo、Ceo2等。这些氧化物能与ZrO2形成固溶体或复合体，通过晶体内部结构的改变，以及Zr02中晶格缺陷，从而抑制上述相变的发生，从而获得完好结构的氧化锆制品。目前，市场上销售的稳定氧化锆为Y2O3、CaO、稳定，原料质量不稳定，这对开发生产抗热震稳定性优良的锆质滑板来说有一定难度。因此，本试验从通过加入稳定剂，把单斜氧化锆稳定为部分四方、立方晶结构的稳定氧化锆，然后，用它为主要原料研制开发锆质滑板。
　　 试验中介绍了添加Y2O3、Cao、MgO的稳定氧化锆，研究了使用单一稳定剂时，在不同烧结温度下，其种类和含量变化对稳定相和稳定化率及稳定后原料的体积密度和显气孔率的影响。最后，确定滑板制品的稳定化率为35-55％，单斜锆为澳大利亚产化学锆，稳定剂为Y2O3、CaO。严格的生产制造工艺，研究出了抗热震稳定性不少于4次的锆质滑板。

目录

引言

第一章 绪论

第二章 试验部分

第三章 单一稳定剂对二氧化锆稳定的影响

第四章 试样中稳定化率对材料性能的影响

第五章 单斜氧化锆原料类型对材料性能的影响

第六章 复合稳定剂合成稳定氧化锆

第七章 锆质滑板研制试验

致 谢

参考文献

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