添加物对刚玉莫来石耐火材料性能的影响

摘要

刚玉-莫来石材料具有高熔点、良好的抗蠕变及抗热震性能，且原料丰富，性价比高，广泛用作高温窑具材料。国内刚玉-莫来石窑具与国外同类产品相比，主要问题在于抗热震性较差，综合性能不佳。为了改善刚玉-莫来石材料的性能，本工作以过渡塑性相工艺为理论指导，以红柱石、板状刚玉、氧化铝微粉和硅微粉等为原料进行配料，分别外加0、1％、2％和3％的金属铝或单质硅，研究了两种不同添加剂及加入量对刚玉-莫来石材料性能的影响。 通过分别研究金属铝和单质硅对刚玉-莫来石材料致密度、强度、韧性及抗热震性的影响，试验结果发现，金属铝和单质硅添加到刚玉-莫来石材料中都能形成塑性成型，且在烧成过程中铝、硅原位氧化生成氧化物填充部分气孔，有利于降低材料的显气孔率；氧化生成的氧化物活性大，易与基质中物质反应生成莫来石，且所生成的莫来石晶体呈针柱状，形成相互穿插、桥接和互锁，起到裂纹钉扎、偏转等作用，从而提高了材料的强度、韧性和抗热震性；由于金属铝和单质硅的密度较低，添加后降低了材料的体积密度。 对比分析金属铝和单质硅对刚玉-莫来石材料性能的影响发现，金属铝相对与单质硅具有更好的塑性，更低的熔点，其对材料的强度、韧性和抗热震性的改善优于添加单质硅。

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第一章文献综述

1.1窑具材料

1.1.1窑具材料的分类及性能

1.1.2影响窑具使用寿命的主要因素

1.1.3改善窑具材料抗热震性的途径

1.2刚玉—莫来石窑具

1.2.1刚玉-莫来石的特性

1.2.2刚玉-莫来石窑具的发展概况及特性

1.3金属添加剂对耐火材料性能影响研究进展

1.4立题依据及意义

第二章试验方案与测试方法

2.1试验原料

2.2配方设计

2.3试样制备

2.4性能、物相和结构测试分析方法

2.4.1材料基本性能检测

2.4.2 XRD和SEM分析

第三章金属铝对刚玉—莫来石材料性能的影响

3.1金属Al添加量对致密度的影响

3.1.1对显气孔率的影响

3.1.2对体积密度的影响

3.2金属铝添加量对强度的影响

3.3金属铝添加量对荷载-变形曲线的影响

3.4金属铝添加量对抗热震性的影响

3.5小结

第四章单质硅对刚玉—莫来石材料性能的影响

4.1单质硅添加量对致密度的影响

4.1.1对显气孔率的影响

4.1.2对体积密度的影响

4.2单质硅添加量对强度的影响

4.3单质硅添加量对荷载-变形曲线的影响

4.4单质硅添加量对抗热震性的影响

4.5小结

第五章全文总结

参考文献

发表论文和科研情况说明

致 谢