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行業(yè)資訊

剛玉-碳化硅搗打料的組成對(duì)性能和結(jié)構(gòu)的影響

剛玉-碳化硅澆注料的主要結(jié)構(gòu)強(qiáng)度取決于基質(zhì)的結(jié)合強(qiáng)度。因?yàn)橐詣傆?碳化硅作為骨料的澆注料,其骨料顆料之間很難燒結(jié)而結(jié)合在一起,因此,必須依靠基質(zhì)形成的集合相將其結(jié)合起來(lái)。根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知,隨著基質(zhì)中合成莫來(lái)石粉(SM)與混合粉(MP)之比的降低,也就是隨著混合粉比例的提高,物理性能有顯著的提高。這里混合粉為由氧化鋁微粉和氧化硅微粉按Al2O3/SiO2為2.33組成的粉料,這類粉料在澆注料中加熱處理時(shí)可“就位”生成莫來(lái)石,在這里可稱為次生(二次)莫來(lái)石。次生莫來(lái)石對(duì)澆注料強(qiáng)度的貢獻(xiàn)大于原生(合成)莫來(lái)石。這是因?yàn)榇紊獊?lái)石比原生莫來(lái)石更易于在基質(zhì)中形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),更有助于提高結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,尤其是高溫?zé)釕B(tài)強(qiáng)度。

2.2 顯微結(jié)構(gòu)特征

澆注料基質(zhì)中柱狀莫來(lái)石連成一片一片的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),而莫來(lái)石的晶間由玻璃相填充。剛玉骨料顆粒與基質(zhì)中的SiO2反應(yīng),在剛玉顆粒周邊形成新生的二次莫來(lái)石反應(yīng)環(huán)帶。而碳化硅顆粒邊緣清晰整齊,但顆粒周邊有一層富Si殼層,參差不齊的富Si層與基質(zhì)中的玻璃相反應(yīng)結(jié)合為一體。

次生莫來(lái)石化是燒結(jié)過(guò)程中玻璃相中的SiO2與剛玉之間的反應(yīng),主要有兩種形式:其一是存在與剛玉顆粒周圍,這種次生莫來(lái)石存在于顆粒與基質(zhì)的結(jié)合部位,形成圍繞顆粒分布的。

的次生莫來(lái)石反應(yīng)環(huán)帶,將剛玉顆粒與基質(zhì)結(jié)合在一起;其二是存在于基質(zhì)之中剛玉微粉與玻璃相中SiO2的反應(yīng),生成次生莫來(lái)石在基質(zhì)中形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),改善了基質(zhì)的高溫性能,從而提高了澆注料的整體性能。因此,隨澆注料基質(zhì)中剛玉微粉和SiO2微粉速度增加,系統(tǒng)中生成的次生莫來(lái)石增多,從而各種性能得到改善。

結(jié)論

由預(yù)合成的莫來(lái)石粉料和Al2O3/SiO2,為2.33的混合粉料組成基質(zhì)的剛玉-碳化硅澆注料,其物理性能和高溫力學(xué)性能是隨著基質(zhì)中次生莫來(lái)石生成量的增加而提高。說(shuō)明次生莫來(lái)石對(duì)剛玉-碳化硅澆注料的性能的改善的貢獻(xiàn)大于原生莫來(lái)石。

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