تأثير درجة حرارة التشبع المسبق للجزيئات الأندلسية الخشنة على مقاومة الصدمات الحرارية لمادة موليت - كوروندوم

ينتمي التركيب البلوري للأندلس (Al₂O₃ · SiO₂) إلى نظام تقويم العظام ، ويتميز معامل التمدد الحراري لجزيئاته بتباين الخواص. عند درجة حرارة عالية ، يتحول بشكل لا رجعة فيه إلى طور زجاجي غني بالموليت و SiO ، ويتغير معامل التمدد الحراري وفقًا لذلك. أثناء عملية التبويض ، سيتغير المحور البلوري ويصبح بلورات موليت عمودية طويلة. ستؤثر التشققات الدقيقة الناتجة عن عدم تطابق معاملات التمدد الحراري في العينة على مقاومة الصدمة الحرارية للعينة ، ويمكن أن يخفف التلبيد المسبق لجزيئات الأندلوسيت من التأثير المذكور أعلاه
يمكن أن يؤدي تغيير درجة حرارة الحرق المسبق إلى التحكم في درجة التبويض ، كما سيتغير معامل التمدد الحراري لبعض جزيئات الموليت الخشنة ، مما سيؤثر على فرق معامل التمدد الحراري بين جزيئات الأندلوسيت الخشنة والمصفوفة ، مما يؤثر على مقاومة الصدمة الحرارية من العينة. في هذا العمل ، تمت إضافة 20 في المائة (ث) من جسيمات الأندلسيت الخشنة (حجم حبيبات 5-3 مم) التي تم إطلاقها مسبقًا عند درجة 1300-1600 إلى مقاومة موليت-اكسيد الالمونيوم لاستكشاف تأثير درجة حرارة التلبيد المسبق للأندلس تم دراسة تأثير حجم الشق ودراسة تأثير درجة حرارة التلبيد المسبق على مقاومة الصدمات الحرارية لمصهر الموليت - اكسيد الالمونيوم.
امتحان
1.1 المواد الخام
The raw materials are: South African andalusite coarse particles without pre-sintering and pre-sintering at 1300, 1400, 1500, 1600 ℃ for 3 hours, the particle size is 5~3mm, w(Al₂O₃)>57%, w(SiO₂)≈40 %; sintered mullite particles, particle size 3~1 and ≤1mm, w(Al₂O₃)≈69%; tabular corundum powder, w(Al₂O₃)>98%, particle size ≤0.044mm (325 mesh); active oxidation Aluminum powder, w(Al₂O₃)>99%, particle size ≤0.044mm (325 mesh); SiO₂ micropowder, w(SiO₂)>95 بالمائة ، حجم الجسيم d 50=100 نانومتر أصغر من أو يساوي. الموثق هو سائل نفايات اللب.
1.2 تحضير العينة
صيغة العينة (w) هي: 5 ~ 3 مم أندلسي ركام (ليس مُسبقًا أو مُشعل مسبقًا في درجات حرارة مختلفة) 2 0 بالمائة ، 3-1 وأقل من أو يساوي 1 مم موليت الركام 2 { {11}} في المائة لكل منهما ، أقل من أو يساوي 0.044 مم مسحوق اكسيد الألمونيوم الجدولي هو 31 بالمائة ، ومسحوق الألومينا المنشط أقل من أو يساوي 0.044 مم هو 6 بالمائة ، ومسحوق SiO₂ هو 3 بالمائة. قم بوزن مجاميع الأندلسيت والموليت على التوالي وفقًا للنسب ، وقم بخلط جميع المساحيق الدقيقة (اكسيد الالمونيوم المجدول ، الألومينا المنشط ومسحوق SiO₂) معًا ووضعها في مطحنة كروية للخلط المسبق لمدة ساعتين. نضيف أولاً الركام إلى الخلاط ونخلطه مع سائل نفايات اللب لمدة 3 دقائق ، ثم نضيف المسحوق المخلوط مسبقًا ونخلطه لمدة 15 دقيقة. يتم ضغط الطين المخلوط بشكل موحد في عينة طويلة من 25 مم × 25 مم × 125 مم بقالب فولاذي على آلة اختبار الضغط بضغط 200 ميجا باسكال. بعد التجفيف عند 110 درجة لمدة 24 ساعة ، يتم وضعها في فرن كهربائي للمختبر ويتم الاحتفاظ بها عند 1450 درجة لمدة 3 ساعات. مطرود.
بالإضافة إلى ذلك ، يتم أخذ جزء المسحوق الناعم من الصيغة للتجميع ، ويتم إجراء عينة المصفوفة عن طريق الخلط والقولبة والإطلاق بنفس الطريقة الموضحة أعلاه ، والتي تُستخدم في اختبار التمدد الحراري.
1.3 اختبار الأداء
تم تحليل تكوين الطور لجزيئات الأندلسيت بعد الاحتراق المسبق بواسطة محلل BRUKERD8Focus × ​​حيود ، وكان نطاق المسح 1 0 درجة ~ 70 درجة ، وكان الجهد 40 كيلو فولت ، وكان التيار 30 مللي أمبير ، وكان حجم الخطوة 0.02 درجة ؛ وفقًا لـ GB / T 7320-2008 ، تم قياس التكليس بطريقة قضيب القاذف. التمدد الحراري لعينات ما بعد المصفوفة بدرجة 25-950. وفقًا لـ GB / T 2997-2000 ، يتم اختبار الكثافة الظاهرية والمسامية الظاهرية للعينات بعد الاحتراق ، ويتم اختبار معدل التغيير الخطي بعد الاحتراق وفقًا لـ GB / T 5988-2007 ، قوة الانحناء في درجة حرارة الغرفة تم اختباره وفقًا لـ GB / T 3001-2007 ، وتم اختبار قوة الانحناء في درجة حرارة الغرفة وفقًا لـ YB / T376.2 في عام 1995 ، تم اختبار مقاومة الصدمات الحرارية للعينات المحروقة (تتميز بمعدل الاحتفاظ بالثني القوة بعد 5 مرات من الصدمات الحرارية المبردة بالهواء عند 950 درجة) ، وتم قياس معامل المرونة باستخدام جهاز اختبار معامل مرونة درجة الحرارة العادية (DEMA -01) ؛ يقوم المجهر الإلكتروني الماسح ZEISSLICMA بتحليل البنية المجهرية للعينة المحروقة. يجب معالجة العينة بالراتنج قبل الاختبار ، ثم تآكلها بحمض الهيدروفلوريك لمدة 15 ثانية ثم رشها بالذهب.
النتائج والمناقشة
2.1 تحليل الطور لجزيئات الأندلسيت الخشنة بعد التكليس
بعد التكليس عند درجة 1300 ، المراحل الرئيسية هي الأندلسيت وكمية صغيرة من الكوارتز ، مما يشير إلى أن الموليت لم يبدأ بعد ؛ جزء منه موليت. إنه موليت بالكامل بعد التلبيد المسبق عند 1600 درجة ، مما يشير إلى أنه كان موليت. يمكن ملاحظة أن محتوى الأندلس المتبقي في الركام بعد التلبيد المسبق يتناقص مع زيادة درجة حرارة التلبيد المسبق ، ويزداد معدل تحويل الموليت للأندلوسيت مع زيادة درجة حرارة التلبيد المسبق.
2.2 الخصائص الفيزيائية للعينة
مع زيادة درجة حرارة التلبيد المسبق لجزيئات الأندلوسيت الخشنة ، يتناقص تمدد العينة تدريجيًا حتى تنكمش. يتم تحويل الأندلس إلى طور زجاجي غني بالموليت و SiO 2- أثناء عملية ما قبل التلبيد ، ومع زيادة درجة حرارة ما قبل التلبيد ، تزداد درجة موليت الأندلوسيت ، ويزيد الزجاج الغني بـ SiO 2- المرحلة تزداد أيضا. في الموليت-اكسيد الالمونيوم أثناء عملية تلبيد العينة ، سيستمر الأندلوسيت المتبقي في الموليت. من ناحية ، مع زيادة درجة حرارة التلبيد المسبق للأندلوسيت ، انخفضت كمية الأندلوسيت المتبقية ، لذلك استمر توسع حجم جزيئات الأندلوسيت الخشنة في الموليت أثناء عملية تلبيد العينة انخفض تدريجيًا ؛ مع زيادة درجة حرارة التلبيد ، تزداد المرحلة الزجاجية الغنية SiO 2- ، بحيث يتم تدريجيًا تعزيز تأثير المرحلة السائلة لتعزيز التلبيد. بناءً على هذين السببين ، تتغير العينة المحروقة من التمدد إلى الانكماش مع زيادة درجة حرارة الحرق المسبق لجزيئات الأندلوسيت الخشنة.
مع زيادة درجة حرارة تكليس الأندلس ، زاد معامل المرونة للعينات المكلسة بشكل مستمر ، من 20.23GPa مع الأندلوسيت غير المكلس إلى 36.98GPa مع 1600 درجة أندلوسيت مكلس. مع زيادة درجة حرارة ما قبل التلبيد ، تزداد درجة التبول لجزيئات الأندلوسيت الخشنة ، ويقل الفرق في معامل التمدد الحراري بين الركام والمصفوفة ، ويتناقص حجم التشققات الدقيقة الناتجة عن عدم تطابق معامل التمدد الحراري تدريجياً. زاد معامل مرونة الأندلسيت مع إضافة درجة حرارة التلبيد المسبق للأندلوسيت.
مع زيادة درجة حرارة التلبيد المسبق للأندلس ، زادت قوة الانحناء عند درجة حرارة الغرفة للعينات المحروقة تدريجياً ، لكن معدل الاحتفاظ بالقوة انخفض تدريجياً بعد تعرضه لصدمات حرارية مبردة بالهواء عند 950 درجة لمدة 5 مرات. قد يكون هذا بسبب زيادة درجة حرارة التلبيد المسبق ، تزداد درجة تبليل الأندلسيت ، ويقل الفرق في معامل التمدد الحراري بين الركام والمصفوفة. أثناء التلبيد والتبريد ، يكون معامل التمدد الحراري للركام والمصفوفة غير متطابق. يتم أيضًا تقليل حجم الشقوق الدقيقة تدريجيًا ، بينما لا يمكن للشقوق الدقيقة الأصغر حجمًا أن تلعب دورًا في تخفيف الضغط الحراري ، ومنع حدوث تشققات جديدة وانتشار الشقوق أثناء عملية الصدمة الحرارية ، مما يؤدي إلى انخفاض تدريجي في الصدمة الحرارية مقاومة العينة. . لذلك ، بالمقارنة مع إضافة جزيئات كبيرة من الأندلوسيت مسبقة الحرق ، فإن مقاومة موليت-اكسيد الالمونيوم مع جزيئات الأندلوسيت الخشنة غير مسبقة الحرق (5 ~ 3 مم) لديها مقاومة أفضل للصدمات الحرارية.