U spinellu d'aluminiu è magnesiu (MgAl2O, MgO·Al2O o MA) hà proprietà meccaniche superiori à alta temperatura, eccellente resistenza à u sbucciamentu è resistenza à a corrosione. Hè a ceramica à alta temperatura più tipica in u sistema Al2O-MgO. A crescita preferenziale di i grani di cristallu di l'esaluminatu di calciu (CaAl12O19, CaO·6AlO o CA6) longu u pianu basale u face cresce in una morfologia di piastrine o aghi, chì pò migliurà assai a tenacità di u materiale. U dialluminatu di calciu (CaAlO o CaO·2Al203, CA2) hà un bassu coefficientu di dilatazione termica. Quandu u CAz hè cumpostu cù altri materiali cù un puntu di fusione elevatu è un altu coefficientu di dilatazione, pò resiste bè à i danni causati da u shock termicu. Dunque, i cumposti MA-CA anu ricevutu una grande attenzione cum'è un novu tipu di materiale ceramicu à alta temperatura in l'industria di l'alta temperatura per via di e so proprietà cumplete di CA6 è MA.
In questu articulu, a ceramica MA, i cumposti ceramici MA-CA2-CA è i cumposti ceramici MA-CA sò stati preparati per sinterizazione in fase solida à alta temperatura, è hè stata studiata l'influenza di i mineralizatori nantu à e proprietà di sti materiali ceramici. U mecanismu di rinfurzamentu di i mineralizatori nantu à e prestazioni di a ceramica hè statu discussu, è sò stati ottenuti i seguenti risultati di ricerca:
(1) I risultati anu dimustratu chì a densità apparente è a resistenza à a flessione di i materiali ceramici MA sò aumentate gradualmente cù l'aumentu di a temperatura di sinterizzazione. Dopu a sinterizzazione à 1600 per 2 ore, a prestazione di sinterizzazione di a ceramica MA era scarsa, cù una densità apparente di 3,17 g/cm3 è un valore di resistenza à a flessione di 133,31 MPa. Cù l'aumentu di u mineralizatore Fez03, a densità apparente di i materiali ceramici MA hè aumentata gradualmente, è a resistenza à a flessione hè prima aumentata è dopu diminuita. Quandu a quantità aghjunta era di 3% in pesu, a resistenza à a flessione hà righjuntu u massimu di 209,3 MPa.
(2) A prestazione è a cumpusizione di fase di a ceramica MA-CA6 sò ligate à a dimensione di e particelle di e materie prime CaCO è a-AlO, a purità di a-Al2O3, a temperatura di sintesi è u tempu di mantenimentu. Usendu CaCO di piccula dimensione di particelle è a-AlzO3 di alta purità cum'è materie prime, dopu a sinterizazione à 1600 ℃ è u mantenimentu per 2 ore, a ceramica MA-CA6 sintetizzata hà una grande resistenza à a flessione. A dimensione di e particelle di CaCO3 ghjoca un rolu impurtante in a furmazione di a fase CA è in a crescita è u sviluppu di i grani cristallini in i materiali ceramici MA-CA6. À alta temperatura, l'impurità Si in a-Alz0 formerà una fase liquida transitoria, chì face chì a morfologia di i grani CA6 evolva da piastrinica à equiassiale.
(3) L'effettu di i mineralizatori ZnO è Mg(BO2)z nantu à e proprietà di i cumposti MA-CA è u mecanismu di rinfurzamentu hè statu studiatu. Hè statu trovu chì a suluzione solida (Mg-Zn)AI2O4 è a fase liquida chì cuntene boru furmata da i mineralizatori ZnO è Mg(BO2)z rendenu a dimensione di i grani di MA più chjuca è u cuntenutu di MA aumenta. Queste fasi dense sò rivestite di particelle MA microcristalline per furmà corpi densi dispersi regiunali, ciò chì porta à a trasfurmazione di i grani CA6 in grani equiassiali, prumovendu cusì a densificazione di i materiali ceramici MA-CA è migliurendu a so resistenza à a flessione.
(4) Utilizendu Al2O analiticamente puru invece di a-AlzO, i cumposti ceramici MA-CA2-CA sò stati sintetizati da materie prime analiticamente pure. L'effetti di i mineralizatori SnO₂ è HBO nantu à e proprietà fisiche è meccaniche, a microstruttura è a cumpusizione di fase di i cumposti sò stati studiati.
I risultati mostranu chì a suluzione solida è a fase liquida transitoria chì cuntene boru appariscenu in u materiale ceramicu dopu l'aghjuntu di mineralizatori SnO2 è H2BO; rispettivamente, face chì a fase CA2 cambi in fase CA è accelera a furmazione di MA è CA6, migliurendu cusì l'attività di sinterizazione di u materiale ceramicu. A fase densa furmata da l'eccessu di Ca rende u ligame trà i grani di MA è CA6 strettu, ciò chì migliora e proprietà meccaniche di i materiali ceramici.
Data di publicazione: 29 d'aostu 2023