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国际创新研究期刊》的研究在科学、工程和技术

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氧化锆的合成和处理-尖晶石耐火材料陶瓷

Kumar saurav1马纳斯野生动物majhi2辛格和Vinay库马尔2
  1. P。G学生,陶瓷工程系,印度理工学院(BHU),印度瓦拉纳西。
  2. 陶瓷工程系副教授,印度理工学院(BHU),印度瓦拉纳西
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文摘

MgO-Al2O3尖晶石具有低力学性能在室温和高温。这可以提高部分附件锆父尖晶石相。附件的这些氧化锆、其机械性能高度增加。这是证实,在高温度的单斜氧化锆被改变了。改变了的单斜氧化锆在高温正方或立方形式。MgOAl2O3的一般结构类似于尖晶石结构AB2O4(摘要)。本文报道氧化锆的制备尖晶石(复合材料)使用烧结方法以及氧化锆尖晶石的表征。

关键字
紧迫,聚乙烯醇,致密化,尖晶石。

介绍
尖晶石(毫伽2O4矿产有总体结构)是任何类a和B是AB2O4占领的部分或全部八面体和利乐hedral一边,respectively.MgO-Al2O3有类似特征的尖晶石(毫伽2O4)[1]。毫伽2O4尖晶石陶瓷是重要的技术对耐火材料和结构在高温应用,因为尖晶石(毫伽2O4)是一种耐火材料,没有液体形成发生任何纯镁和铝的混合物温度低于1900°C。添加ZrO2陶瓷的物理和机械性能显著提高MgO-Al2O3.Spinel是非常重要的材料,钢铁、水泥和高温耐火材料产业,但其机械强度很低强度可以提高ZrO的合并2原子在父阶段[2]。

实验的程序
的合成和制备尖晶石毫伽2O4长期以来是已知的。许多技术,如,传统solidstate——反应(SSR),溶胶-凝胶法、喷雾干燥(雾化)和有机gel-assisted柠檬酸络合,被广泛采用。传统的SSR在尖晶石的制备方法是利用一个。
轻烧氧化镁(细粉)和煅烧2O3(细粉)混合然后ZrO2(细粉)混合。批次MgO-Al组成的2O31 - 5包含x wt % ZrO2o % x的值,分别为5%,10%,15% 20%。批次的摩擦磨3 h,然后干24小时的110°C。粉末形状的颗粒(块小枪)形式使用液压压机(统一要求)的4% PVA粘合剂,应用压力分别15吨位为每个样本。样本发射温度1300°C到1500°C。加热率维持在3°C /分钟,浸泡时间是2小时,实验过程图如图1所示。烧结样品的特点是XRD,体积密度、显气孔率和线性收缩测量样品的物理分析,ZrO2体积密度高度ZrO由于密度的增加2高比较都是基地吗2O3和分别。显气孔率是高度降低了。我们这里有测量显气孔率、体积密度线性收缩,每个ZrO组成的冷碎强度2原子温度为1300°C, 1400°C,分别为1500°C。两个三元共晶体和一个二进制pseudo-eutectic (ZrO2——毫伽2O4加入),在图1.2所示[19]。
图像

结果与讨论
体积密度——测量耐火材料的体积密度,用阿基米德浮力技术干燥重量,浸泡重量和浸在水中重量(汞、二甲苯或变性酒精如果耐火材料是水敏感)。绘制图,比较他们在温度1300°C, 1400°C, 1500°C分别浸泡2小时。
BD =干重/体重(浸泡-悬浮重量)
大部分密度如表1和图2所示。很明显从上面结果ZrO的百分比2增加了体积密度也增加,这是由于增加了致密化,因为MgO-Al203高温。
图像
显气孔率——耐火材料的显气孔率成反比的体积密度。的组成与固体多孔体,打开毛孔,毛孔关闭,水吸收开孔率(通过真空或沸腾)礼物当重暂停或浸泡。显气孔率,计算从干燥、浸泡和悬挂重量followsobjects,连接组件标签应用于合成图像。通过应用第二组(c)代表文本检测的标准,消除了所有对象的面积小于300,面积小于500。

结论
%美联社=(浸泡重量-干重)x 100 /(浸泡重量-悬浮重量)
如果ZrO含量百分比2增加因此显气孔率是减少在MgO-Al203 -ZrO吗2如表2和图3所示。
图像

冷抗压强度的测量
耐火材料是一种迹象的冷强度是否适合使用的耐火材料施工。(它不是一个测量的性能在高温)这些测试方法ASTM C 133确定室温抗弯强度在三点弯曲断裂模量(冷)或抗压强度(冷碎强度),或两者兼而有之,耐火材料产品。相当大的护理必须用于比较的结果的不同决定冷碎强度或断裂模量。样本大小和形状,标本面临的性质(即初纺、锯或地面),在测试过程中面临的取向,装运几何,装载应用程序的速度,可能显著影响数值结果。比较结果的不同决定不应如果一个或多个参数之间的差异两个决定。的相对比例最大粒径最小的样品尺寸可能显著影响计算结果。例如,规模较小,削减标本含有大颗粒可能出现不同的结果比他们削减的砖块。在任何情况下应该6 - 1 - 1。(152 - 25 - 25毫米)标本做好准备和测试材料含有谷物最大颗粒尺寸超过0.25。(6.4毫米)。
冷抗压强度是裂缝出现在试样的载荷。试样准备标准尺寸的76.2毫米的立方体放在一个平面上。试样被解雇的炉在1500°C,温度维持2小时、4小时分别。这是冷却至室温,然后放在一个抗压强度试验机。加载应用轴向通过将手轮以均匀的速度,直到失败发生。负载导致裂缝被记录下来。
冷抗压强度(CCS)是使用公式计算
CCS -负载应用/面积
图4.1,表3.1,显示了改进冷碎强度的指标部分氧化锆的附件。
图像
图像
图像
图像
XRD分析——这三个成分的XRD签名(Al2O3,毫伽2O4在1400°C,分别以)煅烧/ 2 h显示在图6。图6显示了XRD的模式(铝尖晶石和支持2O3,毫伽2O4,分别)。山顶2 h = 19.1, 31.3, 36.8, 43.0 MgO-Al检测2O3。这些山峰构成峰值出现的几组不同的水晶阶段。峰2 h = 43.0匹配特定的特征峰分别以(PDF代码:01 - 079 - 0612)。山顶2 h = 19.1, 31.3, 37.0,出现在毫伽2O4尖晶石(PDF代码:01 - 073 - 1959)和峰2 h = 37.4,出现在2O3(PDF代码:00004 - 0880)发生在MgO-Al2O3。显然,支持扩大的重叠峰。这表明二进制分别-艾尔2O3由混合氧化物分别,艾尔2O3。从理论上讲,毫伽的形成2O4需要一个平等的摩尔比率的分别2O3。在这项研究中,艾尔的共存2O3和毫伽2O4表明,只有一部分镁变换毫伽2O4毫伽的稳定阶段2O4通过高压x射线衍射研究了尖晶石为30 GPa压力。MgO-Al的XRD分析2O3-xZrO2显示了不同峰值得到在不同的氧化锆原子百分比内容. .(x = 10%)比较与标准卡片显示所有主要衍射峰属于毫伽2O4,图7显示了尖晶石的最高峰是剩余峰来自正方,monoclincal形式的氧化锆。
图像
SEM分析-扫描电镜的显微图45 mgo-45al2O3-10年ZrO2综合发射于1400年和1500°C (Fig.8和9)。研究了ZrO2谷物在大小和发生小粒间粒之间的毫伽2O4谷物。晶粒生长两个阶段的观察与烧成温度增加。在较高的烧结温度毛孔被淘汰。
图像

结论
高致密化分类的部分附件父尖晶石相的氧化锆原子也证实,致密化是进一步提高烧成温度增加。增加与增加ZrO致密化2可能是由于存在一个离散的二次ZrO吗2阶段,阻碍晶粒生长的主要尖晶石相。弱智晶粒生长不允许毛孔被困在谷物。结果,毛孔没有变大,但消除颗粒的表面。这种现象导致减少孔隙度和改进ZrO的致密化2毫伽2O4合成的。从上面的图
在不同的温度下,很明显,-
•在氧化锆含量百分比增加,体积密度也增加。
•在氧化锆含量百分比增加显气孔率降低
•氧化锆的含量百分比增加材料的常温抗碎强度增加。改善冷碎强度由于高致密化是通过添加氧化锆原子在父阶段尖晶石。
•温度增加氧化锆-尖晶石,其具有良好的常温抗碎强度响应尖晶石比较正常。
•百分比线性收缩减少氧化锆含量百分比增加。

引用
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