La influencia de los mineralizadores en las propiedades de estos materiales cerámicos.

La espinela de aluminio y magnesio (MgAl2O, MgO·Al2Oo MA) tiene propiedades mecánicas superiores a altas temperaturas, excelente resistencia al pelado y resistencia a la corrosión.Es la cerámica de alta temperatura más típica en el sistema Al2O-MgO.El crecimiento preferencial de los granos cristalinos de hexaaluminato de calcio (CaAl12O19, CaO·6AlO o CA6) a lo largo del plano basal hace que crezca hasta adoptar una morfología de plaquetas o agujas, lo que puede mejorar en gran medida la dureza del material.El dialuminato de calcio (CaAlO o CaO·2Al203, CA2) tiene un bajo coeficiente de expansión térmica.Cuando CAz se combina con otros materiales con alto punto de fusión y alto coeficiente de expansión, puede resistir bien el daño causado por el choque térmico.Por lo tanto, los compuestos MA-CA han recibido amplia atención como un nuevo tipo de material cerámico de alta temperatura en la industria de altas temperaturas debido a sus propiedades integrales de CA6 y MA.

En este artículo, se prepararon compuestos cerámicos MA, MA-CA2-CA y compuestos cerámicos MA-CA mediante sinterización en fase sólida a alta temperatura, y se estudió la influencia de los mineralizadores en las propiedades de estos materiales cerámicos.Se discutió el mecanismo de fortalecimiento de los mineralizadores sobre el desempeño de la cerámica y se obtuvieron los siguientes resultados de investigación:
(1) Los resultados mostraron que la densidad aparente y la resistencia a la flexión de los materiales cerámicos MA aumentaron gradualmente con el aumento de la temperatura de sinterización.Después de sinterizar a 1600 durante 2 h, el rendimiento de sinterización de la cerámica MA fue deficiente, con una densidad aparente de 3,17 g/cm3 y un valor de resistencia a la flexión de 133.31 MPa.Con el aumento del mineralizador Fez03, la densidad aparente de los materiales cerámicos MA aumentó gradualmente y la resistencia a la flexión primero aumentó y luego disminuyó.Cuando la cantidad agregada fue 3wt.%, la resistencia a la flexión alcanzó el máximo 209,3 MPa.

(2) El rendimiento y la composición de fases de la cerámica MA-CA6 están relacionados con el tamaño de partícula de las materias primas CaCO y a-AlO, la pureza de a-Al2O3, la temperatura de síntesis y el tiempo de retención.Utilizando CaCO de tamaño de partícula pequeño y a-AlzO3 de alta pureza como materias primas, después de sinterizar a 1600 ℃ y mantener durante 2 h, la cerámica MA-CA6 sintetizada tiene una gran resistencia a la flexión.El tamaño de partícula de CaCO3 juega un papel importante en la formación de la fase CA y el crecimiento y desarrollo de granos cristalinos en materiales cerámicos MA-CA6.A alta temperatura, la impureza Si en a-Alz0 formará una fase líquida transitoria, lo que hace que la morfología de los granos de CA6 evolucione de plaquetas a equiaxiales.

(3) Se investigó el efecto de los mineralizadores ZnO y Mg(BO2)z sobre las propiedades de los compuestos MA-CA y el mecanismo de fortalecimiento.Se encuentra que la solución sólida de (Mg-Zn)AI2O4 y la fase líquida que contiene boro formada por los mineralizadores ZnO y Mg(BO2)z hacen que el tamaño de grano de MA sea más pequeño y el contenido de MA aumente.Estas fases densas están recubiertas con partículas microcristalinas de MA para formar cuerpos densos dispersos regionales, lo que conduce a la transformación de granos de CA6 en granos equiaxiales, promoviendo así la densificación de los materiales cerámicos MA-CA y mejorando su resistencia a la flexión.

(4) Utilizando Al2O analíticamente puro en lugar de a-AlzO, se sintetizaron compuestos cerámicos MA-CA2-CA a partir de materias primas analíticamente puras.Se estudiaron los efectos de los mineralizadores SnO₂ y HBO sobre las propiedades físicas y mecánicas, la microestructura y la composición de fases de los compuestos.

Los resultados muestran que la solución sólida y la fase líquida transitoria que contiene boro aparecen en el material cerámico después de agregar los mineralizadores SnO2 y H2BO;respectivamente, hace que la fase CA2 cambie a fase CA y acelera la formación de MA y CA6, mejorando así la actividad de sinterización del material cerámico.La fase densa formada por el exceso de Ca hace que la unión entre los granos de MA y CA6 sea estrecha, lo que mejora las propiedades mecánicas de los materiales cerámicos.