MgO-ZrO_(2)耐火骨料的制备及其抗热震行为

摘要

在轻烧MgO粉中添加5%(质量分数)、10%、15%及20%m-ZrO_(2)粉,于1600℃条件下制备了MgO-ZrO_(2)耐火骨料,研究了ZrO_(2)含量对材料烧结行为、显微结构、力学性能、热学性能及抗热震性能的影响。结果表明:ZrO_(2)主要弥散分布于方镁石晶界处,抑制了方镁石晶粒异常长大,促进了气孔排出,部分m-ZrO_(2)与MgO发生固溶形成c-ZrO_(2),活化了方镁石晶格,促进了试样烧结及致密化,但ZrO_(2)超过10%会导致Mg O晶界处形成较多微裂纹,使得试样致密度略微降低。添加ZrO_(2)后,方镁石晶粒间结合减弱,试样强度略降低,裂纹扩展方式以沿晶断裂为主,发生偏转及分叉效应,使得试样断裂韧性K_(IC)显著提高。当ZrO_(2)添加量为20%时,试样中Mg O晶粒最小,裂纹扩展路径最长,表现出最佳K_(IC)。此外,添加ZrO_(2)虽然会导致试样导热率λ呈下降趋势,但试样K_(IC)明显提高,热膨胀系数α不断降低,试样抗热震性能得到提高。ZrO_(2)添加量5%试样的残余抗折强度及残余抗折强度保持率均最高,表现出最佳的抗热震性能。