蓝晶石基刚玉莫来石陶瓷

1、蓝晶石基刚玉莫来石陶瓷摘要:本实验在制备刚玉-莫来石陶瓷过程中加入蓝品，以蓝品石 的膨胀性能来抵消或减小陶瓷烧结过程中的收缩比例，增强陶瓷的各 项性能，特别是抗折强度;并通过改变烧结制度，探究蓝品石基刚玉-莫 来石最佳的烧结温度。关键词:蓝品石刚玉-莫来石陶瓷莫来石是Al2O3-SiO2二元系中常压下唯一稳定存在的二元化合 物，化学式为3Al2O3-2SiO2,天然莫来石非常少,通常用烧结法或电熔 法等人工合成。由于莫来石热膨胀系数低、熔点高、抗蠕变、抗热震 能力优越，刚玉弹性模量高、熔点高、耐磨性好、抗化学侵蚀能力强； 另外,莫来石品体一般为柱状或棱柱状，刚玉品体一般为粒状,刚玉状 品体填充

2、于莫来石柱状晶网络结构的空隙中，形成连续的交错网络骨 架结构，刚玉相晶体可以起到增强、增韧作用，或者莫来石柱状品体填 充于刚玉相晶体的空隙中，柱状莫来石品体的存在，可以起到类似于纤 维和颗粒的增强、增韧作用，这两种填充状态对提高复相陶瓷高温力 学性能均非常有利。蓝品石矿具有多种形态的Al2O3SiO2或Al2SiO5,同族矿物有硅 线石、红柱石,是原生粘土质成分的沉积物，受到强力的挤压剪切应力 的作用在高温高压条件下变质产生的,是无水铝硅酸盐矿物，属高铝矿 物原料。由蓝品石煅烧生成的莫来石，具有高温稳定性、低膨胀性及 良好的耐火性和高温下的高负荷能力。由于其膨胀效应可以抵消某些 材料的收缩，使

3、产品具有高温体积变化小、热稳定性好、耐抗渣和抗 磨，不需煅烧出料直接使用，能适应快速烧成，节约能源，被广泛应用于 冶金、陶瓷、玻璃、机械、电力和化工等领域。1 实验内容1.1实验仪器和药品天平;球磨机;烘箱;研钵;电炉;压样机及相应模具;冷等静压机;程 序控温烧结炉;抗折强度测试仪。蓝品石;刚玉;氧化硅粉;氧化铝粉;聚 乙烯醇(PVA)。1.2蓝品石基刚玉-莫来石陶瓷的制备按一定的配方，称取36g蓝品石廊刚玉,9.6g SiO2,5.4g A12O3，置 于球磨罐中,按水：球：料=1 : 1 : 2,进行球磨12h。取球磨浆液在鼓风烘箱中100C下干燥2d。取一定量的PVA置于烧杯中，加入蒸馏

4、水，在电炉上搅拌加热为溶 液,待用。研磨干燥后的粉末，并加入一定量的PVA溶液，研磨均匀。称取样品粉末3g,在4MPa压强下在压片机上进行压片，操作9次,即压9个样品。将9个样品依次经冷等静压(150MPa)操作。把样品在空气中干燥24h。把样品分为3组,编号为1、2、3、4、5、6、7、8、9,分别在1400C、 1450C、1500C下烧结 4h。分别测试烧结后样品的抗折强度，并记录数据，进行分析。2实验数据与分析图1为样品的抗折强度随温度的改变而改变的趋势。由图1可以 看出，加入蓝品石后刚玉-莫来石的抗折强度普遍有所增加。在1450C 烧结的样品，其抗折强度最小。观察1400C及1500C下的抗折强度, 可以看出呈上升趋势。根据理论，蓝品石子在莫来石化过程后,体积会 有所膨胀，结构变得较为疏松，会使气孔率增加；但烧成温度的升高又 使样品致密化。因此,存在一个合适的温度使其抗折强度达到最大，此 温度应该接近1450C。但是由于实验仪器的误差，本实验无法确定此 温度。3结语在普通刚玉-莫来石陶瓷的制备中加入蓝品石，可以增强陶瓷的抗 折强度。陶瓷的抗折强度随烧结温度的增大先减小后增大。参考文献1钱之荣.耐火材料实用手册M.北