Магнезијум алуминијум спинел (МгАл2О, МгО·Ал2О или МА) има супериорна механичка својства на високим температурама, одличну отпорност на љуштење и отпорност на корозију.То је најтипичнија високотемпературна керамика у систему Ал2О-МгО.Преференцијални раст кристалних зрна калцијум хексаалумината (ЦаАл12О19, ЦаО·6АлО или ЦА6) дуж базалне равни чини да прерасте у морфологију тромбоцита или игле, што може у великој мери повећати жилавост материјала.Калцијум дијалуминат (ЦаАлО или ЦаО·2Ал203, ЦА2) има низак коефицијент топлотног ширења.Када се ЦАз комбинује са другим материјалима са високом тачком топљења и високим коефицијентом експанзије, може добро да се одупре оштећењу изазваном топлотним шоком.Стога су МА-ЦА композити добили велику пажњу као нови тип керамичког материјала високе температуре у индустрији високих температура због својих свеобухватних својстава ЦА6 и МА.
У овом раду су МА керамика, МА-ЦА2-ЦА керамички композити и МА-ЦА керамички композити припремљени високотемпературним чврстофазним синтеровањем и проучаван је утицај минерализатора на својства ових керамичких материјала.Разговарано је о механизму јачања минерализатора на перформансе керамике и добијени су следећи резултати истраживања:
(1) Резултати су показали да се насипна густина и чврстоћа на савијање МА керамичких материјала постепено повећавају са повећањем температуре синтеровања.После синтеровања на 1600 у трајању од 2 сата, перформансе синтеровања МА керамике су биле лоше, са запреминском густином од 3,17 г/цм3 и вредношћу чврстоће на савијање од 133.31МПа.Са повећањем минерализатора Фез03, насипна густина МА керамичких материјала се постепено повећавала, а чврстоћа на савијање се прво повећавала, а затим смањивала.Када је количина додатка била 3 теж.%, чврстоћа на савијање је достигла максимум од 209.3МПа.
(2) Перформансе и фазни састав МА-ЦА6 керамике су повезани са величином честица ЦаЦО и а-АлО сировина, чистоћом а-Ал2О3, температуром синтезе и временом држања.Користећи малу величину честица ЦаЦО и а-АлзО3 високе чистоће као сировине, након синтеровања на 1600℃ и држања 2 сата, синтетизована МА-ЦА6 керамика има велику чврстоћу на савијање.Величина честица ЦаЦО3 игра важну улогу у формирању ЦА фазе и расту и развоју кристалних зрна у МА-ЦА6 керамичким материјалима.На високој температури, нечистоћа Си у а-Алз0 ће формирати пролазну течну фазу, због чега морфологија ЦА6 зрна еволуира од тромбоцита до равноосних.
(3) Испитиван је утицај минерализатора ЗнО и Мг(БО2)з на својства МА-ЦА композита и механизам ојачања.Утврђено је да чврсти раствор (Мг-Зн)АИ2О4 и течна фаза која садржи бор формирана од минерализатора ЗнО и Мг(БО2)з смањује величину зрна МА и повећава садржај МА.Ове густе фазе су обложене микрокристалним МА честицама како би се формирала регионална дисперзована густа тела, што доводи до трансформације зрна ЦА6 у зрна једнаког оса, чиме се промовише згушњавање МА-ЦА керамичких материјала и побољшава његова чврстоћа на савијање.
(4) Коришћењем аналитички чистог Ал2О уместо а-АлзО, МА-ЦА2-ЦА керамички композити су синтетизовани из аналитички чистих сировина.Проучавани су утицаји минерализатора СнО₂ и ХБО на физичко-механичка својства, микроструктуру и фазни састав композита.
Резултати показују да се чврсти раствор и пролазна течна фаза која садржи бор појављују у керамичком материјалу након додавања минерализатора СнО2 и Х2БО ;респективно, чини да се фаза ЦА2 промени у ЦА фазу и убрзава формирање МА и ЦА6, чиме се побољшава активност синтеровања керамичког материјала.Густа фаза формирана од вишка Ца чини везу између зрна МА и ЦА6 чврстом, што побољшава механичка својства керамичких материјала
Време поста: 29.08.2023