2023

Принципы, изготовление и применение легких костных огнеупорных материалов (II)

Источник: Сеть

Кроме того, появились легкие многопористые полимеры алюмината кальция и шпинеля.

Легкие огнеупорные материалы, изготовленные из этого легкого заполнителя, демонстрируют низкую плотность накопления и теплопроводность по сравнению с обычными плотными огнеупорными материалами. Однако ключевыми проблемами являются стойкость материала к шлаковой эрозии и механические свойства.

Чтобы получить легкий огнеупорный материал, который обеспечивает устойчивость к коррозии шлака и разрушению под напряжением, исследователи предприняли несколько попыток создать легкий заполнитель с высокой степенью затвердевания и малой апертурой.

Сверхпластичный метод пенообразования является решением для изготовления керамики с высоким интегральным количеством тонких отверстий. Кроме того, с добавлением нанодобавок можно получить легкий микропористый оксид алюминия, бокситы и оксид магния.

В этих материалах доля закрытых отверстий составляет около 40 - 70% от общего количества отверстий. Из - за уменьшения апертуры изготовленные легкие материалы могут демонстрировать лучшую коррозионную стойкость к шлаку по сравнению с компактными материалами.

Легкие заполнители и пять процессов их изготовления

Поскольку большинство легких огнеупорных материалов производится путем замены компактных заполнителей легкими заполнителями. Поэтому свойства легкого огнеупорного материала зависят от структуры и характеристик легкого заполнителя.

Как правило, технологический путь изготовления легких заполнителей подходит для обработки пористой керамики. Однако при подготовке легких заполнителей следует учитывать затраты и удобство эксплуатации крупномасштабного промышленного производства.

Сложные, тонкие и дорогостоящие методы, такие как метод золь - гель, заливка гелем, замораживание и сушка и использование репликационных шаблонов, не используются для изготовления легких заполнителей. Кроме того, в то время как пористость соединительной структуры предназначена для пористой керамики, для изготовления легких заполнителей требуется высокая доля закрытой пористости. С учетом вышеизложенных соображений ниже описываются пять процессов изготовления легких заполнителей.

Частичное спекание

Частичное спекание является наиболее распространенным методом изготовления легких заполнителей.

Как показано на рисунке 3, основной принцип этого метода заключается в стабилизации разрыва между начальными частицами порошка путем добавления определенных добавок. Добавки могут быть частицами меньшего размера и более поверхностно активными, чем исходный материал, или спекающими добавками, которые могут образовывать жидкую фазу во время термообработки. Используя добавки, начальные частицы порошка сжимаются шеей, поэтому пустота сохраняется в материале.

В технологии местного спекания следует точно контролировать добавление добавок. Если добавки мало, трудно стабилизировать пористую структуру; Однако из - за его высокой поверхностной активности и тенденции к образованию жидкой фазы добавление избыточных добавок может привести к уплотнению легких заполнителей.

Кроме того, грубое осаждение зерна (процесс созревания Оствальда) может происходить во время спекания в жидкой фазе. По мере формирования жидкой фазы меньшие зерна могут частично растворяться в жидкой фазе и осаждаться на более крупных, что приводит к толщине зерна.

Преимущество локального спекания заключается в том, что оно повышает плотность и прочность материала, а также улучшает износостойкость и коррозионную стойкость материала. Недостатком является то, что это может привести к деформации и трещинам материала, влияющим на свойства и срок службы материала. Кроме того, местное спекание также требует значительных затрат энергии и времени, что увеличивает затраты на производство.

Разложение на месте

Технология первичного разложения включает использование разлагаемых неорганических веществ, таких как гидроксиды, карбонаты и гидросиликаты, в качестве сырья.

Разложение этих материалов во время термообработки приводит к сокращению объема частиц, что приводит к образованию пустот.

Кроме того, продукты, образующиеся при разложении, представляют собой мелкие частицы с высокой поверхностной активностью.

Благодаря хорошей спеченности продуктов разложения структура пористости стабильна. Таким образом, форма пористости и свойства производимого таким образом легкого заполнителя зависят от типа сырья, количества добавок и зернистости, а также от технических параметров процесса образования и спекания.

Исследователи использовали три различных минерала магния (щелочной карбонат магния, водный тальк и магнезит) в качестве сырья для производства пористого алюминиевого шпинеля.

По сравнению с двумя другими сырьевыми материалами, более высокое содержание примесей в магнезите способствует образованию жидкой фазы в процессе термической обработки.

Это приводит к более высокой степени сцепления между частицами, что повышает механическую прочность и уменьшает апертуру. Этот эффект особенно заметен в магнезите, который содержит более высокое содержание примесей диоксида кремния и оксида алюминия.

Количество жидкой фазы и новой фазы является двумя ключевыми факторами, влияющими на форму и производительность готового легкого заполнителя.

С одной стороны, по мере увеличения количества жидкой фазы процесс спекания будет облегчаться, тем самым уменьшая апертуру и пористость. С другой стороны, в процессе формирования нового этапа происходит расширение объема.

При формировании небольшого количества новых фаз это объемное расширение может заполнить пустоты, тем самым уменьшая апертуру и пористость. Однако избыток новой фазы препятствует уплотнению спекания, что приводит к увеличению апертуры и пористости.

Количество жидкой и новой фаз в значительной степени зависит от содержания разлагаемого сырья, поэтому состав используемого сырья должен строго контролироваться. Более важным ограничением легких заполнителей, подготовленных методом разложения на месте, является высокая скорость отверстия, что приводит к неудовлетворительной стойкости материала к шлаку и механическим свойствам.

При добавлении пористого агента в исходный порошок они сгорают во время термообработки, оставляя пустоты в керамических материалах. Использование перфораторов позволяет легко контролировать уровень пористости производственных материалов по сравнению с другими технологиями.

В этом случае на корпус керамической заготовки может быть наложена более высокая температура спекания, что повышает механическую прочность готового легкого материала.

Используемые в настоящее время пористые вещества можно разделить на две категории: органические и неорганические.

Часто используемые органические перфораторы включают крахмал, рисовую шелуху, сераго, микросферы PMMA и грецкие орехи, а часто используемые неорганические материалы включают золу и углерод.

Ключевые слова:

Принципы, изготовление и применение легких костных огнеупорных материалов (II)

Связанные Новости

Принципы, изготовление и применение легких костных огнеупорных материалов (I)

2023-10-16

Принципы, изготовление и применение легких костных огнеупорных материалов (II)

2023-10-16

Принципы, изготовление и применение легких костных огнеупорных материалов (III)

2023-10-16

Состав и свойства огнеупорных материалов (Ⅰ)

2023-10-16

Состав и свойства огнеупорных материалов (II)