藍(lán)晶石基剛玉莫來(lái)石陶瓷

1、藍(lán)晶石基剛玉莫來(lái)石陶瓷摘要:本實(shí)驗(yàn)在制備剛玉-莫來(lái)石陶瓷過(guò)程中加入藍(lán)品，以藍(lán)品石 的膨脹性能來(lái)抵消或減小陶瓷燒結(jié)過(guò)程中的收縮比例，增強(qiáng)陶瓷的各 項(xiàng)性能，特別是抗折強(qiáng)度;并通過(guò)改變燒結(jié)制度，探究藍(lán)品石基剛玉-莫 來(lái)石最佳的燒結(jié)溫度。關(guān)鍵詞:藍(lán)品石剛玉-莫來(lái)石陶瓷莫來(lái)石是Al2O3-SiO2二元系中常壓下唯一穩(wěn)定存在的二元化合 物，化學(xué)式為3Al2O3-2SiO2,天然莫來(lái)石非常少,通常用燒結(jié)法或電熔 法等人工合成。由于莫來(lái)石熱膨脹系數(shù)低、熔點(diǎn)高、抗蠕變、抗熱震 能力優(yōu)越，剛玉彈性模量高、熔點(diǎn)高、耐磨性好、抗化學(xué)侵蝕能力強(qiáng)； 另外,莫來(lái)石品體一般為柱狀或棱柱狀，剛玉品體一般為粒狀,剛玉狀 品體填充

2、于莫來(lái)石柱狀晶網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的空隙中，形成連續(xù)的交錯(cuò)網(wǎng)絡(luò)骨 架結(jié)構(gòu)，剛玉相晶體可以起到增強(qiáng)、增韌作用，或者莫來(lái)石柱狀品體填 充于剛玉相晶體的空隙中，柱狀莫來(lái)石品體的存在，可以起到類似于纖 維和顆粒的增強(qiáng)、增韌作用，這兩種填充狀態(tài)對(duì)提高復(fù)相陶瓷高溫力 學(xué)性能均非常有利。藍(lán)品石礦具有多種形態(tài)的Al2O3SiO2或Al2SiO5,同族礦物有硅 線石、紅柱石,是原生粘土質(zhì)成分的沉積物，受到強(qiáng)力的擠壓剪切應(yīng)力 的作用在高溫高壓條件下變質(zhì)產(chǎn)生的,是無(wú)水鋁硅酸鹽礦物，屬高鋁礦 物原料。由藍(lán)品石煅燒生成的莫來(lái)石，具有高溫穩(wěn)定性、低膨脹性及 良好的耐火性和高溫下的高負(fù)荷能力。由于其膨脹效應(yīng)可以抵消某些 材料的收縮，使

3、產(chǎn)品具有高溫體積變化小、熱穩(wěn)定性好、耐抗渣和抗 磨，不需煅燒出料直接使用，能適應(yīng)快速燒成，節(jié)約能源，被廣泛應(yīng)用于 冶金、陶瓷、玻璃、機(jī)械、電力和化工等領(lǐng)域。1 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1.1實(shí)驗(yàn)儀器和藥品天平;球磨機(jī);烘箱;研缽;電爐;壓樣機(jī)及相應(yīng)模具;冷等靜壓機(jī);程 序控溫?zé)Y(jié)爐;抗折強(qiáng)度測(cè)試儀。藍(lán)品石;剛玉;氧化硅粉;氧化鋁粉;聚 乙烯醇(PVA)。1.2藍(lán)品石基剛玉-莫來(lái)石陶瓷的制備按一定的配方，稱取36g藍(lán)品石廊剛玉,9.6g SiO2,5.4g A12O3，置 于球磨罐中,按水：球：料=1 : 1 : 2,進(jìn)行球磨12h。取球磨漿液在鼓風(fēng)烘箱中100C下干燥2d。取一定量的PVA置于燒杯中，加入蒸餾

4、水，在電爐上攪拌加熱為溶 液,待用。研磨干燥后的粉末，并加入一定量的PVA溶液，研磨均勻。稱取樣品粉末3g,在4MPa壓強(qiáng)下在壓片機(jī)上進(jìn)行壓片，操作9次,即壓9個(gè)樣品。將9個(gè)樣品依次經(jīng)冷等靜壓(150MPa)操作。把樣品在空氣中干燥24h。把樣品分為3組,編號(hào)為1、2、3、4、5、6、7、8、9,分別在1400C、 1450C、1500C下燒結(jié) 4h。分別測(cè)試燒結(jié)后樣品的抗折強(qiáng)度，并記錄數(shù)據(jù)，進(jìn)行分析。2實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與分析圖1為樣品的抗折強(qiáng)度隨溫度的改變而改變的趨勢(shì)。由圖1可以 看出，加入藍(lán)品石后剛玉-莫來(lái)石的抗折強(qiáng)度普遍有所增加。在1450C 燒結(jié)的樣品，其抗折強(qiáng)度最小。觀察1400C及1500C下的抗折強(qiáng)度, 可以看出呈上升趨勢(shì)。根據(jù)理論，藍(lán)品石子在莫來(lái)石化過(guò)程后,體積會(huì) 有所膨脹，結(jié)構(gòu)變得較為疏松，會(huì)使氣孔率增加；但燒成溫度的升高又 使樣品致密化。因此,存在一個(gè)合適的溫度使其抗折強(qiáng)度達(dá)到最大，此 溫度應(yīng)該接近1450C。但是由于實(shí)驗(yàn)儀器的誤差，本實(shí)驗(yàn)無(wú)法確定此 溫度。3結(jié)語(yǔ)在普通剛玉-莫來(lái)石陶瓷的制備中加入藍(lán)品石，可以增強(qiáng)陶瓷的抗 折強(qiáng)度。陶瓷的抗折強(qiáng)度隨燒結(jié)溫度的增大先減小后增大。參考文獻(xiàn)1錢之榮.耐火材料實(shí)用手冊(cè)M.北