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耐酸浇注料抗热震性能改善的主要原因
来源: | 发布时间:2018/1/3 15:12:58 | 浏览次数:

    粉加入量分别为0%3.3%6.7%10%的基质显微结构变化(如图4.13和图4.14所示)。由图4.13可知,不含碳酸钙微粉的耐酸浇注料中存在有少量细小的片状或者针状CA6,随着碳酸钙微粉加入量的增加,CA6数量逐渐增加,晶体形貌也逐渐由针状晶体向片状晶体转变,并伴随有明显的片状厚度增加现象。例如,对比图4.13中不同碳酸钙微粉加入量的显微结构可知,当粒度为18 m的碳酸钙微粉加入量为6.7%时,其内部会形成大量交错分布的板片状CA6,这些片状CA6晶体多数垂直于刚玉晶体颗粒表面生长,并嵌入到刚玉颗粒内部,造成CA6与大颗粒之间相互穿插,从而增强了颗粒间的结合能力。而对于不含碳酸钙微粉的耐酸浇注料基质,由于没有形成明显的交错互锁的CA6颗粒,因此,基质颗粒之间的结合能力较差。上述显微结构的差异导致了含0. 5 %-2%碳酸钙微粉的刚玉质耐酸浇注料14500C处理后的强度明显高于不含碳酸钙的刚玉质耐酸浇注料(如图4.5所示)。同时,考虑到CA6形成的交错结构以及形成过程中所伴随的体积膨胀,过量的碳酸钙微粉会导致颗粒之间形成较多的孔隙,结构的致密程度也出现了下降,不利于耐酸浇注料强度的提高。因此,上述因素导致了碳酸钙微粉含量超过2%的刚玉质耐酸浇注料力学强度出现了明显下降(如图4.5所示)。

    与此同时,在材料中引入晶须,纤维或片状晶都可能引发裂纹偏转和裂纹桥接等增韧机制。正如文献中所说,原位生成的片状CA6在一定程度上将会起到增韧作用。当裂纹扩展遇到CA6片状晶体时,如果裂纹面斜交于CA6片状晶体,裂纹将会改变一定的方向而顺着片状晶方向发生偏转,延长了裂纹扩展的路径,以此来吸收断裂能量。而如果裂纹面垂直于CA6片状晶体,裂纹扩展受阻,必须施加更大能量才能使裂纹绕过CA6片状晶体,此时,片状晶体则在裂纹的后面起到裂纹桥接的作用,使得裂纹的宽度变窄,有效的减小了裂纹扩展的速度。另外,CA6晶体是从刚玉颗粒边缘“生长”出来的,裂纹沿着CA6片状晶体扩展过程中,裂纹遇到刚玉晶体时,很可能发生“穿晶”现象。因此,CA6片状晶体的生成有利于耐酸浇注料断裂韧性的提高。CA6晶体的无序交错结构对于裂纹的偏转和桥接作用要比单个的CA6片状晶粒更加显著,增韧效果更好。考虑到上述CA6所具有的抗热震性能,在刚玉质耐酸浇注料中加入碳酸钙微粉能明显提高耐酸浇注料的抗热震性能,并着碳酸钙微粉加入量的增加,大量交错互锁的CA6形成,使得耐酸浇注料的抗热震性能显著提高(如图4.6所示)。因此,碳酸钙微粉所形成的交错互锁CAS结构是含碳酸钙微粉的刚玉质耐酸浇注料抗热震性能改善的主要原因。


 
 
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