من بين المصبوبات المقاومة للحرارة المصنوعة من السيليكون والألومنيوم ، تنتمي المصبوبات المقاومة للصهر التي تحتوي على محتوى Al₂O₃ أكبر من 90 في المائة إلى سبائك الألمنيوم المقاومة للحرارة.
مبادئ تصميم اكسيد الالمونيوم المصبوب
تأتي تركيبات المواد الخام الخاصة بها في أشكال عديدة ، مثل
(1) استخدم اكسيد الالمونيوم الأبيض كمركب ومسحوق
(2) استخدام الألومينا بلاتي والألومينا الكثيفة (الملبدة) كمجموع ، واستخدام الألومينا الكثيفة (الملبدة) كمسحوق ؛
(3) يستخدم اكسيد الالمونيوم شبه الأبيض / اكسيد الالمونيوم البني كمواد مجمعة ، ويستخدم الألومينا الكثيفة (الملبدة) كمسحوق ؛
(4) استخدم اكسيد الالمونيوم الأبيض وكلنكر البوكسيت الفائق كمواد مجمعة ، والأكسيد الأبيض كمسحوق.
من أجل تحسين خصائص المصفوفة ، عادةً ما يتم استخدام مسحوق اكسيد الالمونيوم الأبيض أو مسحوق الألومينا على شكل لوحة كتكوين مسحوق. وفقًا لمتطلبات الأداء المستهدف ، يتم اختيار معامل توزيع الجسيمات (قيمة q) بشكل معقول كنسبة الجسيمات المطابقة للصيغة. بالاقتران مع الحشوات النشطة في النظام ، يتم استخدام مسحوق SiO (غالبًا ما يسمى بخار السيليكا ، والمختصر باسم uf-SiO2) أو مسحوق Al₂O النشط (يُختصر باسم uf-Al₂O₃) بشكل شائع. وفقًا لمتطلبات التطبيق ، يمكن بشكل عام صياغته باستخدام الأسمنت (LCC و ULCC) أو بدون أسمنت (NCC). الأول يستخدم الأسمنت أو الأسمنت ومسحوق فائق النعومة كعامل ربط ، بينما يستخدم الأخير مسحوق فائق النعومة كعامل ربط. في الوقت نفسه ، تمت إضافة عامل خافض للتوتر السطحي عالي الكفاءة (مشتت عالي الكفاءة وعامل مخفض للماء) لتفريق عامل الربط والحشو النشط وتقليل استهلاك المياه.
بشكل عام ، الكمية الإجمالية (جزء الكتلة) من المسحوق بالإضافة إلى الحشو النشط (مسحوق متناهية الصغر) هي 30 في المائة إلى 34 في المائة. عندما تكون المادة مختلفة ، ستختلف كمية الحشو النشط ، لكن الكمية المثلى للحشو النشط تتراوح بين 4 بالمائة ~ 10 بالمائة. بالإضافة إلى ذلك ، من الضروري إضافة مواد خافضة للتوتر السطحي عالية الكفاءة (مشتت عالي الكفاءة وعامل مخفض للماء) لتفريق عامل الربط والحشو النشط ، بحيث يمكن للملاط الحصول على سيولة جيدة وأداء بناء أفضل.
في المصبوبات المقاومة للصهر من اكسيد الالمونيوم ، تكون كمية الموثق والحشو النشط والمواد المضافة صغيرة جدًا ، لكنها جميعًا مكونات تكميلية مهمة جدًا ولا غنى عنها. أصبح اختيار كل مكون عاملاً رئيسياً في التحكم في الخصائص الريولوجية. يمكن تحقيق ذلك عن طريق تحسين المواد المضافة (المشتتات عالية الكفاءة وعوامل تقليل المياه). على سبيل المثال ، يمكن إضافة مواد مضافة متعددة (مواد مضافة مركبة) ، لكل منها وظيفة مختلفة لتغيير الخصائص الانسيابية لأكسيد الألمونيوم المقاوم للصهر.
عملية التجفيف
يعد ارتفاع درجة الحرارة أثناء عملية التجفيف عملية مهمة للغاية وتتطلب تشغيلًا دقيقًا. في المرحلة الأولى من التجفيف ، يتم تفريغ f-H₂O بشكل أساسي من المسام. مع استمرار ارتفاع درجة الحرارة ، سيخضع الهيدرات لسلسلة من عمليات الجفاف والتغيرات في البنية المجهرية لمرحلة الربط. خذ مادة الإسمنت المصبوبة المقاومة للحرارة المنخفضة كمثال لتوضيح عملية الجفاف والتغيرات المجهرية لمرحلة الربط أثناء عملية التسخين والتجفيف بأكملها: عندما تكون درجة الحرارة بين درجة حرارة الغرفة و 100 درجة ، تتحول منتجات ترطيب الأسمنت تدريجياً إلى المزيد مرحلة AH₃ و C₃AH₆ مستقرة ، وتصريف f-H2O ؛ بين 100 ~ 300 درجة / 350 درجة ، تتحلل مراحل AH₃ و C₃AH6 تدريجياً إلى بعض المنتجات اللامائية غير المتبلورة ، وتفريغ f-H₂ O (g) في نفس الوقت ؛ ③ أكثر من 800 ~ عندما تكون درجة الحرارة أعلى من 900 درجة ، تستمر نواتج التحلل لمنتجات ترطيب الأسمنت في التفاعل مع مراحل معدنية معينة من المصفوفة ، وتشكل أخيرًا طورًا مرتبطًا بالسيراميك. في العملية برمتها ، تزداد قوة المادة باستمرار ، وذلك للحصول على جسم مثالي قابل للصهر.
اكسيد الالمونيوم المقاوم للصهر المحتوي على الاسمنت
المنتجات الرئيسية لحراريات Al₂O₃-CA₆ هي المصبوبات الحرارية المصنوعة من اكسيد الالمونيوم المرتبط بالاسمنت والمسبوكات المقاومة للحرارة من اكسيد الالمونيوم منخفضة الترابط بالاسمنت. هذان النوعان من أنظمة الترابط الشائعة التي تعتمد على أسمنت ألومينات الكالسيوم ، والتي يتم ترسيخها عن طريق الماء في درجة الحرارة المحيطة. . يتكون CAC في الواقع من ألومينات (CA ، CA₂ ، إلخ) ذات محتوى عالٍ من Al₂O₃.
في CAC القياسي ، أي عندما يلتقي التركيب المتكافئ مع CA₂ ، يكون التفاعل المقابل:
CA بالإضافة إلى Al₂O₃ → CA₂
سيتم تحويل سبائك الألمنيوم المقاومة للحرارة (CC / LCC) التي تحتوي على CAC إلى -Al₂O₃ و CA₆ من خلال المعالجة بدرجة حرارة عالية أو أثناء الاستخدام في درجات حرارة عالية. عند 1500 درجة ، سيتم تحويل جميع مكونات CaO الموجودة في CAC إلى CA6.
من خلال التجارب ، يمكن العثور على أن صهر Al₂O₃-CA₆ المقاوم للصهر مع مسحوق السيليكا المضاف إلى المصفوفة سيبدأ في إنتاج مرحلة سائلة عندما تصل درجة الحرارة إلى 1345 درجة ، ومرحلتها المستقرة هي موليت-أنورثيت-كريستوباليت. عند استخدام المادة لفترة طويلة بشرط أعلى من 1350 درجة ، يجب مراعاة حالة المرحلة المستقرة. وتجدر الإشارة هنا إلى أن الصهر المقاوم للصهر Al₂O₃-CA6 بمسحوق السيليكا الصغير المضاف إلى المصفوفة يتميز بإنتاج طور سائل عند درجة حرارة منخفضة ، مما يجعل إنتاج المواد له تأثير طلاء ويمكن أن يقلل الاختراق بشكل فعال من الوسط. تحسين خصائص اللدائن المرنة لمنتجات الألمنيوم العالي.
إن الجمع بين CA6 و Al₂O₃ الملبد أو الألواح الشبيهة بالصفائح Al₂O₃ أفضل من ذلك بينه وبين اكسيد الالمونيوم المنصهر ، مما يشير إلى أن سطح الركام Al₂O₃ الملبد له نشاط أعلى من سطح اكسيد الألمونيوم المنصهر. في الوقت نفسه ، تُظهر النتائج التجريبية أيضًا أن الصهر المقاوم للصهر مع Al₂O₃ الملبد أو على شكل لوحة Al₂O₃ كمادة خام رئيسية لديها قوة ميكانيكية أعلى في درجة حرارة الغرفة ، وقوة انثناء عالية في درجة الحرارة ومقاومة للصدمات الحرارية مقارنة بالصهر المقاوم للصهر مع اكسيد الألمونيوم المنصهر مثل المواد الخام الرئيسية.
