Влияние добавки Al2O3 + 4SiO2 на спекание и термостойкость керамики на основе MgO

Д. Фэн; С. Ло; Ц. Цзан; Ч. Се; П. Хань

doi:10.17073/1683-4518-2016-8-48-54

Влияние добавки Al2O3 + 4SiO2 на спекание и термостойкость керамики на основе MgO

Д. Фэн, С. Ло, Ц. Цзан, Ч. Се, П. Хань

https://doi.org/10.17073/1683-4518-2016-8-48-54

Полный текст:

Аннотация

Для улучшения спекаемости и термостойкости керамики на основе MgO был использован оксид магния микронного зернового состава в качестве главного сырьевого компонента, добавками служили наноAl2O3 и нано-SiO2. Керамику на основе MgO изготавливали путем добавления к MgO различного количества Al2O3 и SiO2 в молярном отношении 1 : 4. Смесь формовали и спекали в воздушной атмосфере. Фазовый состав и микроструктуру керамики исследовали на рентгеновском дифрактометре и растровом электронном микроскопе. Исследовали влияние различного количества добавки Al2O3 + 4SiO2 на спекаемость и термостойкость керамики на основе MgO. Добавка Al2O3 + 4SiO2 оказала значительное положительное влияние на спекаемость и термостойкость исследуемой керамики. При реакции твердых веществ образовались магнезиальноглиноземистая шпинель и форстерит, что привело к замедлению миграции зерен фазы периклаза. Улучшилась степень уплотнения образцов, что положительно повлияло на спекаемость керамики на основе MgO. Степень уплотнения возрастала по мере повышения температуры спекания в диапазоне от 1400 до 1500 °C. Кроме того, улучшалась термостойкость образцов благодаря связи между микротрещинами. Благодаря добавке Al2O3 в количестве до 30 мас. % + 4SiO2 в количестве до 45 мас. % улучшилась спекаемость и повысилась термостойкость MgO.

Ключ. слова

керамика на основе МgO, добавка Al2O3 + 4SiO2, спекаемость, термостойкость,

Об авторах

Д. Фэн

Отделение высокотемпературных материалов и инжиниринга в области магнезиальных ресурсов Ляонинского университета науки и технологии
Китай

С. Ло

Отделение высокотемпературных материалов и инжиниринга в области магнезиальных ресурсов Ляонинского университета науки и технологии, Лаборатория новых видов керамики и тонкой обработки отделения материаловедения и инжиниринга Университета Цинхуа
Китай

Ц. Цзан

Ч. Се

Лаборатория новых видов керамики и тонкой обработки отделения материаловедения и инжиниринга Университета Цинхуа
Китай

П. Хань

Список литературы

1. Othman, A. G. M. Sintering of magnesia refractories through the formation of periclase-forsterite-spinel phases / A. G. M. Othman, N. M. Khalil // Ceramics International. ― 2005. ― Vol. 31. ― Р. 1117.

2. Othman, A. G. M. Effect of talc and bauxite on sintering, microstructure, and refractory properties of Egyptian dolomitic magnesite / A. G. M. Othman // British Ceramic Transactions. ― 2003. ― Vol. 102. ― P. 265.

3. Zhang, C. Thermal-shock resistance of MgO ceramic / C. Zhang, D. X. Huang, B. Xu [et al.] // Rare Metal Materials and Engineering. ― 2009. ― Vol. 38. ― P. 1207.

4. Ganesh, I. An efficient MgAl2O4 spinel additive for improved slag erosion and penetration resistance of high-Al2O3 and MgO‒C Refractories / I. Ganesh, S. Bhattacharjee, B. P. Saha [et al.] // Ceramics International. ― 2002. ― Vol. 28. ― P. 245.

5. Ganesh, I. A new sintering aid for magnesium aluminate spinel / I. Ganesh, S. Bhattacharjee, B. P. Saha [et al.] // Ceramics International. ― 2001. ― Vol. 27. ― P. 773.

6. Ganesh, I. Microwave-assisted combustion synthesis of nanocrystalline MgAl2O4 spinel powder / I. Ganesh, R. Johnson, G. V. N. Rao [et al.] // Ceramics International. ― 2005. ― Vol. 31. ― P. 67.

7. Szczerba, J. Influence of raw materials morphology on properties of magnesia-spinel refractories / J. Szczerba,Z. Pedzich, M. Nikiel [et al.] // J. Europ. Ceram. Soc. ― 2007. ― Vol. 27. ― P. 1683.

8. Saberi, A. Synthesis and characterization of nanocrystalline forsterite through citrate-nitrate route / A. Saberi, Z. Negahdari, B. Alinejad [et al.] // Ceramics International. ― 2009. ― Vol. 35. ― P. 1705.

9. Cunha-Duncan, F. N. Synthetic spinel–forsterite refractory aggregate from the sillimanite minerals / F. N. Cunha-Duncan, H. Balmori-Ramirez, C. C. Sorrell [et al.] // Minerals and Metallurgical Processing. ― 2003. ― Vol. 20. ― P. 143.

10. Cunha-Duncan, F. N. Synthesis of magnesium aluminate spinels from bauxite and magnesia / F. N. Cunha-Duncan, C. Bradt-Richard // Journal of the American Ceramic Society. ― 2002. ― Vol. 85. ― Р. 2995.

11. Li, M. T. The preparation and property of ZrO2/Al2O3 compound ceramics / M. T. Li, G. D. Zhang, X. D. Luo [et al.] // Bulletin of the Chinese Ceramic Society. ― 2015. ― Vol. 34. ― Р. 1095.

12. Aksel, C. Thermal shock parameters (R, R''' and R'''') of magnesia–spinel composites / C. Aksel, P. D. Warren // Journal of the European Ceramic Society. ― 2003. ― Vol. 23. ― P. 301.

13. Hashimoto, Shinobu. Fabrication of porous spinel (MgAl2O4) from porous alumina using a template method / Shinobu Hashimoto, Sawao Honda, Tomoki Hiramatsu [et al.] // Ceramics International. ― 2013. ― Vol. 39. ― Р. 2077.

14. Aksel, C. Thermal shock behaviour of magnesiaspinel composites / C. Aksel [et al.] // Journal of the European Ceramic Society. ― 2004. ― Vol. 24. ― Р. 2839.

Дополнительные файлы

Для цитирования: Фэн Д., Ло С., Цзан Ц., Се Ч., Хань П. Влияние добавки Al2O3 + 4SiO2 на спекание и термостойкость керамики на основе MgO. Новые огнеупоры. 2016;(8):48-54. https://doi.org/10.17073/1683-4518-2016-8-48-54

For citation: Feng D., Luo X., Xie Z., Han P., Zhang G. Effect of Al2O3 + 4SiO2 additives on the sintering behavior and thermal shock resistance of MgO-based ceramics. NOVYE OGNEUPORY (NEW REFRACTORIES). 2016;(8):48-54. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/1683-4518-2016-8-48-54

Обратные ссылки

Обратные ссылки не определены.

ISSN 1683-4518 (Print)

Логин
Пароль