氧化锆_莫来石复合材料的机械性能和热性能

莫来石基层状陶瓷复合材料的力学性能研究专业：材料科学与工程姓名：张磊指导老师：高魁摘要：本文通过莫来石及其复相材料力学性能为入手点，结合莫来石层状陶瓷复合材料的显微结构与力学性能的关系以及影响，描述了莫来石层状陶瓷复合材料的力学性能。

关键词：莫来石，显微结构，力学性能Mullite layered ceramic research on mechanical properties ofcomposite materialsAbstract:This article through the mullite and its composites at room temperature strength, high strength, high temperature creep resistance, thermal shock stability and the mechanical property of ceramic material for the starting point; binding mullite laminate ceramic composite material microstructure and mechanical properties of relationship and influence to cut into the surface. A rough description of mullite ceramic composites mechanical properties of layered．Key words: mullite，microstructures，mechanical properties目录1前言 (4)2陶瓷基层状复合材料力学行为 (4)2.1 陶瓷基层状复合材料断裂行为 (4)2.2 抗弯强度σ1 (5)2.3断裂韧性K IC和断裂功W (5)2.4 抗拉强度σT (5)2.5 界面剪切强度 (6)2.7抗热震性能 (6)3显微结构与力学性能的关系 (7)3.1显微结构中对力学性能的影响因素 (7)3.2 显微结构对莫来石的影响结果 (7)3.3 显微结构对提高莫来石性能的影响 (8)3结语 (9)参考文献 (10)1前言膜来石是陶瓷和耐火材料中最常见的氧化物之一，接近于斜方晶系，它具有高的熔点（1 870 Cº），良好的高温力学、高温热学性能. 以莫来石为主晶相的莫来石制品高温结构强度高、高温蠕变率小、抗化学侵蚀性能好. 与以刚玉为主晶相的硅酸铝系制品相比，它具有较小的热膨胀系数和较好的抗热震稳定性. 但是，在对抗热震性要求较高的使用条件下工作的耐火制品（如窑具、工业用热交换器等），它还是不能达到使用要求。

氧化锆使用温度范围
氧化锆是一种重要的陶瓷材料，具有优良的高温性能。

它的使用温度范围广泛，可以适应各种工业领域的需求。

在常温下，氧化锆具有良好的物理和化学稳定性。

它可以承受高达2500摄氏度的极高温度，而不会发生形变或熔化。

这使得氧化锆在高温炉、熔融玻璃窑等高温环境中得到了广泛应用。

此外，氧化锆的热膨胀系数与许多金属接近，因此可以与金属材料进行良好的连接，提高了其在高温环境下的应用性能。

氧化锆在高温下具有优异的化学惰性。

它不易与其他物质发生反应，即使在高温、高压、强酸、强碱等恶劣条件下，也能保持其稳定性。

这使得氧化锆在化学工业中被广泛应用于制造耐腐蚀设备和化学反应容器。

例如，氧化锆可以用于制造高温炉中的炉膛、炉门和炉衬等部件，以及耐腐蚀的反应器和管道。

氧化锆在高温环境下还具有优异的机械性能。

它的强度和硬度都很高，可以耐受高温下的压力和摩擦。

因此，在航空航天、能源、机械制造等领域中，氧化锆被广泛应用于制造高温部件和耐磨损零部件。

例如，它可以用于制造高温涡轮叶片、燃烧室衬板和气体涡轮引擎等关键部件。

氧化锆具有广泛的使用温度范围，可以适应各种高温环境下的需求。

其优异的高温性能使其成为许多工业领域中不可或缺的材料。

无论
是在高温炉中还是在化学反应器中，氧化锆都能稳定运行，为各行各业的发展提供了坚实的支撑。

氧化铝耐火材料中性能良好的氧化铝和莫来石微粒在热机械性方面的表现摘要：氧化铝和莫来石细微粒（~5微米）与粉浆浇注氧化铝莫来石耐火材料相结合，以此来研究它们的显微结构、机械性能和热震性的影响。

氧化铝微粒的加入能显著地提高耐火材料的致密性和机械性能，与之相比，莫来石微粒的加入，则使耐火材料具有多孔性和低的机械性能。

伴随氧化铝的加入，材料抵抗裂纹发生的性能也在增加，这是被R 参数所证实。

因此，需要更大的断裂表面能来连接裂纹的增殖，与断裂韧度的重要性相联系。

提高冷却温度（maybe淬火温度）也可以提高强度和杨氏模量，导致高抗热震性。

作者关键字：氧化铝，莫来石，粉浆浇注，耐火材料，机械性能，热震性。

1.介绍莫来石已被用于研究结构陶瓷的应用，因为它具有高抗热震性，，高抗蠕变性和化学耐侵蚀性。

但是，莫来石陶瓷潜在的性能却不能很容易的被开发成为高温结构陶瓷，因为很难得到完整的没有附加产物的密实物和形成玻璃相的微粒边界。

氧化铝是很好的候选者，以提高莫来石基材料的机械性能，因为玻璃相的形成可以被加入氧化铝合金的莫来石陶瓷所控制。

莫来石固溶烧结体的相对密度，硬度和断裂韧性相当低，但随着铝浓度的增加却相反。

据报道，加入高性能的氧化铝微粒（>10vol.%）导致紧实收缩大量减少，导致实密度伴随颗粒体积分数增加。

此外，中等数量的莫来石和氧化铝在耐火材料中的出现，提供了高的抗热震性。

本文介绍了粉浆浇注耐火材料的机械性能和热震性如何被添加高性能氧化铝和莫来石微粒所影响。

2.实验目前实验，准备了两个不同组的粉浆浇注料。

第一组由粗的（-2+1mm）和中等的（+1000+20um）氧化铝莫来石微粒组成，其中包含5um性能良好的氧化铝微粒。

命名为样品A。

第二组同第一组，命名为B。

耐火材料相组成如下（体积百分数）：样品A：75%氧化铝，20%莫来石，5%粘土。

样品B：55%氧化铝，40%莫来石，5%粘土。

粘土的化学组成： 48.3% SiO2, 37.6% Al2O3, 1.1% K2O,0.5% Fe2O3, 0.4% Na2O, 0.1% CaO and 12% 结合水。

锆莫来石砖理化指标
摘要：
一、锆莫来石砖的概述
二、锆莫来石砖的理化指标
1.锆莫来石砖的化学成分
2.锆莫来石砖的矿物组成
3.锆莫来石砖的物理性质
4.锆莫来石砖的工艺性能
三、锆莫来石砖的应用领域
四、锆莫来石砖的发展趋势
正文：
锆莫来石砖是一种以锆矿石和莫来石为原料，通过特殊工艺制成的耐火材料。

它具有良好的高温稳定性、化学稳定性和机械强度，被广泛应用于工业窑炉、高温炉膛等高温场合。

锆莫来石砖的理化指标包括化学成分、矿物组成、物理性质和工艺性能。

其中，化学成分主要包括氧化锆、氧化莫来石和其他氧化物；矿物组成主要是锆莫来石和玻璃相；物理性质包括密度、气孔率、吸水率、耐压强度等；工艺性能包括烧结性能、热震稳定性、抗侵蚀性等。

锆莫来石砖的应用领域非常广泛，包括钢铁、有色金属、玻璃、陶瓷、化工等行业。

在钢铁行业，锆莫来石砖可用于炉衬、炉底板、热风炉等部位；在有色金属行业，可用于反射炉、熔炼炉等；在玻璃行业，可用于玻璃窑炉、热
修炉等；在陶瓷行业，可用于隧道窑、梭式窑等；在化工行业，可用于催化剂载体、高温反应器等。

随着科技的进步和工业的发展，对锆莫来石砖的需求越来越大，对其性能的要求也越来越高。

因此，锆莫来石砖的发展趋势是提高其高温稳定性、化学稳定性、机械强度和抗侵蚀性能，以满足更广泛的应用需求。

氧化锆陶瓷性能分析解析
摘要
氧化锆陶瓷具有优良的物理机械性能、耐腐蚀性能和高温热稳定性，
因此被广泛应用于航空航天、船舶、汽车、电子工业、化学工业、冶金和
电力等领域。

本文概括了氧化锆陶瓷的成分、结构特性以及其热物理、力
学和综合性能，以期获得更全面、全面、准确的理解和认知。

关键词：氧化锆；陶瓷；物理性能；力学性能；热物理性能。

1引言
氧化锆陶瓷是一种具有优良物理机械性能、耐腐蚀性能和高温热稳定
性的新型陶瓷材料。

由于其高强度、高硬度、低密度、耐腐蚀、耐磨损、
耐冲击和耐高温等特性，氧化锆陶瓷在航空航天、船舶、汽车、电子工业、化学工业、冶金和电力等领域得到了广泛应用。

它不仅可以用于构筑结构件、制造增强件、制造涂料改善合金，而且可用于制造抗击穿材料、密封
件和装饰陶瓷等。

本文旨在概括氧化锆陶瓷的成分、结构特性以及其热物理、力学和综
合性能，为其应用和发展提供基础性的理解。

2氧化锆陶瓷的成分与结构特性
2.1成分。

第36卷第5期2005年10月 中南大学学报(自然科学版)J.C ENT.SOUTH UNIV.(SC IENCE AND TEC HNOLOGY)Vol.36 No 5Oct. 2005氧化锆 莫来石纳米复相陶瓷的制备谭小平,梁叔全,李少强,唐 艳(中南大学材料科学与工程学院,湖南长沙,410083)摘要:通过选择合适的SiO2 Al2O3 ZrO2(SA Z)配方和添加剂,在1620~1700熔成均匀的SAZ熔体,经超快速冷却凝固得到大块透明非晶体,再经二步热处理制得白色氧化锆 莫来石纳米复相陶瓷。

用差式扫描量热分析、X 射线衍射和扫描电镜等技术研究SA Z系非晶的原位受控晶化过程。

研究结果表明:在900~950时,SA Z系非晶中开始析出四方氧化锆(t Z rO2);在1000左右时,莫来石晶相开始形成;在1100时,晶化基本完全,其显微结构致密,粒子大小均匀,呈球状,平均粒径为20~50nm;当温度继续升高至1150时,有少量单斜氧化锆(m Zr O2)生成,这说明在1100~1150时,已有部分t Z rO2发生马氏体相变;当温度高达1250时,m ZrO2含量明显增加,还有堇青石相析出,其粒子迅速长大,到1350时少数莫来石晶体长度达5 m;加入添加剂T iO2,并未改变初晶相t ZrO2的形成,但显著降低了SAZ系非晶的晶化温度,促进其整体晶化。

关键词:SiO2 Al2O3 Zr O2系非晶;二步热处理;晶化行为中图分类号:T Q171文献标识码:A文章编号:1672 7207(2005)05 0790 05Preparation of ZrO2 mullite nano composite ceramicsTAN Xiao ping,LIANG Shu quan,LI Shao qiang,TANG Yan(Schoo l o f M aterials Science and Engineer ing,Centra l South U niversity,Changsha410083,China)Abstract:With the reasonable composition desig n of basic component SiO2 Al2O3 ZrO2(SAZ)and additions,the SAZ homog eneous melt w as prepared at16201700and then the transparent am orpho us bulk mater ial w as o btained after quenching.The bulk m aterial w as heat treated at 9001000for2h to nucleate and at11001200for1h to cry stallize,and then ZrO2-mullite nano composite cer am ics w ere pr epar ed.T he cr ystallization behaviors of SAZ amorphous bulk m aterials w ere investigated by differential scanning calo rim etry,X r ay diffractometry and scanning electron m icrosco py.The results sho w that the SAZ amor phous bulk materials star t de v itrifying at900950and t Zr O2phase fo rms first.With the temper ature up to1000,mul litizatio n appears and mullite becomes the m ajo r phase at1100.Abov e1100,a sm all am ount of t ZrO2chang es into m ZrO2,and the m ZrO2content is m ore than50%for the samples heat treated at1250w hen cordierite is fo rmed.T her e is no change of the crystal phase form ed first thr ough adding T iO2,w hich greatly decreases the crystallization temperature and prom otes the crystallization o f the SAZ amorphous bulk.And the sample heated at1100fo r1h show s very dense and hom ogeno us m icrostructure w ith the size of ball like grains of about2050nm. With the tem peratur e up to1350,the g rains grow quickly and some grow into platelike grains w ith a few grains of about5 m.Key words:SiO2 Al2O3 ZrO2am orpho us bulk;tw o step heat treatment;crystallization收稿日期:20050610基金项目:国家!863∀计划资助项目(2003AA332040)作者简介:谭小平(1975-),女,湖南邵东人,博士研究生,从事无机非金属材料研究论文联系人:谭小平,女,博士研究生;E m ail:tan xiaopin g_莫来石陶瓷具有优良的高温力学性能,它作为一种潜在的高温结构材料而倍受关注。

锆莫来石砖理化指标
【最新版】
目录
1.锆莫来石砖概述
2.锆莫来石砖的理化指标
3.锆莫来石砖的应用领域
正文
锆莫来石砖是一种高科技新型陶瓷材料，它具有高硬度、高耐磨性、高耐火性等优点，广泛应用于建筑、化工、冶金等行业。

理化指标是衡量锆莫来石砖性能的重要标准，主要包括以下几个方面：
1.锆莫来石砖的硬度
锆莫来石砖具有高硬度，其摩氏硬度一般在 9.0 以上，这使得它在使用过程中具有很高的耐磨性，能够应对各种恶劣环境下的磨损。

2.锆莫来石砖的密度
锆莫来石砖的密度一般在 3.6-4.2g/cm之间，这个范围内的密度能够保证锆莫来石砖具有良好的耐火性，使其在高温环境下仍能保持稳定性能。

3.锆莫来石砖的热稳定性
锆莫来石砖的热稳定性主要体现在其耐高温性能上。

在 1200℃以上的高温环境下，锆莫来石砖仍能保持其结构和性能不变，因此在建筑、化工、冶金等行业中有着广泛的应用。

4.锆莫来石砖的抗侵蚀性
锆莫来石砖具有良好的抗侵蚀性，能够抵抗酸、碱等化学物质的侵蚀，使其在化工、冶金等行业中有着良好的应用前景。

综上所述，锆莫来石砖凭借其优异的理化指标，使其在建筑、化工、冶金等行业中具有广泛的应用前景。

莫来石-氧化锆-硅-碳系统的合成和性能
杨平
【期刊名称】《耐火与石灰》
【年(卷),期】2006(031)003
【摘要】以不同比例的碳化硅合成物为基础的莫来石-氧化锆-碳化硅,由像锆粉末、硅线石粉末、氢氧化铝凝胶、铝粉和碳化硅颗粒初级粒子材料相互作用生产而成.
这些材料混练后成型,在1450℃、1550℃和1650℃的温度下烧结.观察了烧结收缩、体积密度、显气孔率和比重.通过扫描式电子显微镜和X射线检验来研究烧结
物的显微结构和相的发展.人们发现莫来石结晶的相关比例和生长与碳化硅含量和
烧结温度有关.
【总页数】5页(P28-32)
【作者】杨平
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】TQ17
【相关文献】
1.氧化钙对锆石和硅线石海滩砂反应烧结制备莫来石-氧化锆复合材料热力性能的
影响 [J], P KUMAR;M NATH;A GHOSH;H S TRIPATHI
2.莫来石和莫来石-氧化锆复合材料的晶相转变和烧结性能 [J], 张燕（编译）;杨杨（校）
3.氧化锆的水热合成及氧化锆—莫来石复合材料的制备 [J], 宋锦华
4.氧化钙对锆石和硅线石海滩砂反应烧结制备莫来石-氧化锆复合材料热力性能的影响（英文） [J], P.KUMAR;M.NATH;A.GHOSH;H.S.TRIPATHI;
5.氧化钙对锆石和硅线石海滩砂反应烧结制备莫来石-氧化锆复合材料热力性能的影响 [J], P.KUMAR;M.NATH;A.GHOSH;H.S.TRIPATHI;
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锆刚玉莫来石砖的导热系数
锆刚玉莫来石砖的导热系数都比较高，可以被用作高温环境下的保护材料或者热工装备。

这是由于它们的晶体结构都具有高度有序的空间排列，从而使热能以较高的速度在其中传递。

下面将简单介绍这些材料的导热性能。

锆刚玉是由氧化锆和氧化铝组成的陶瓷材料，锆刚玉砖的导热系数一般在25-30 W/mK左右。

由于其高硬度、高耐磨性和高温稳定性，锆刚玉砖被广泛应用于高温环境下的磨损保护和耐火材料等领域。

莫来石是一种属于硅酸盐矿物的石英变种，其化学式为Al2SiO5。

莫来石砖的导热系数一般在15-20 W/mK左右。

莫来石具有高度有序的晶体结构，因此具有较高的热导率和较好的热稳定性，被广泛应用于高温炉窑、陶瓷行业等领域。

锆刚玉莫来石砖的导热系数的高低还受到多种因素的影响，例如材料的密度、晶粒大小、材料的纯度等。

因此，在选择材料时需要综合考虑其导热系数以及其他性能指标来确定最终使用效果。

总之，锆刚玉和莫来石砖两者的导热系数都较高，可用于高温环境下
进行保护和热工装备。

由于这两种材料的化学成分纯度较高，使用过程中比较稳定，所以具有一定的应用潜力。

图2 氧化后试样的剖面从上面的试验结果可以看出,粒度为26~30n m 的炭黑最利于滑板的生产,制成试样的综合性能最优。

2.4 应用根据上述试验结果,添加一定比例的粒度为26 ~30nm的炭黑制成铝锆碳滑板,并在鞍钢第二炼钢厂北区200t连铸钢包上进行了现场使用试验。

结果表明,该铝锆碳滑板使用效果很好,使用寿命比传统铝锆碳滑板提高1次。

3 结语(1)炭黑加入量在合适的范围内时,其粒度不影响试样的成型;炭黑加入量过多会造成成型困难,砖坯的体积密度无法保证。

(2)当炭黑加入量低于一定值时,即使提高烧成温度也不会有裂纹发生;若炭黑加入量过多,在1450 烧成后就出现裂纹。

(3)添加粒度为20~25nm炭黑的试样的抗氧化性明显低于其他试样的。

(4)根据本试验的结果生产的新型铝锆碳滑板在鞍钢第二炼钢厂北区200t连铸钢包上使用效果很好,使用寿命比传统铝锆碳滑板提高1次。

研究动态莫来石-氧化锆和尖晶石-氧化锆复合材料的制备及性能埃及的研究人员制备莫来石-氧化锆和尖晶石-氧化锆复合材料。

他们首先利用煅烧铝矾土(w(A l2O3)=86.0%,w(S i O2)=6.7%)和硅灰(w(S i O2)=94.29%)在1400~1500 下煅烧得到莫来石,利用镁砂(w(M gO)=99.5%)和烧结氧化铝(w(A l2O3)=99.6%)在1500 下煅烧制备出了尖晶石;然后将制备出的莫来石和尖晶石分别与等物质的量的氧化锆细粉(w(Z r O2)>98%)混合,混合料在100M Pa下压制成型后于110 干燥,再分别于1400 、1450 、1500 、1550 和1600 热处理2h,制备出了莫来石-氧化锆和尖晶石-氧化锆复合材料,并研究了复合材料的物理性能和显微结构。

试验结果如下:(1)经1600 烧成后,莫来石-氧化锆复合材料中有莫来石和单斜氧化锆,尖晶石-氧化锆复合材料中为尖晶石和单斜氧化锆。

(2)随着烧成温度的提高,两种材料的体积密度均增大,显气孔率均降低。