氢氧化镁粒度对刚玉-尖晶石材料结构与性能的影响

doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2021.04.007

耐火材料 ›› 2021, Vol. 55 ›› Issue (4): 305-308.DOI: 10.3969/j.issn.1001-1935.2021.04.007

氢氧化镁粒度对刚玉-尖晶石材料结构与性能的影响

黄传(), 倪月娥, 柯昌明, 刘学新, 王景然, 张锦化()

武汉科技大学省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室湖北武汉 430081

收稿日期:2021-01-29 出版日期:2021-08-15 发布日期:2021-08-22
通讯作者: 张锦化,男,1981年生,副教授。E-mail: zhangjinhua@wust.edu.cn
作者简介:黄传:男,1995年生,硕士研究生。E-mail: huangchuan1016@qq.com

Effect of magnesium hydroxide particle size on structure and properties of corundum-spinel materials

Huang Chuan(), Ni Yue’e, Ke Changming, Liu Xuexin, Wang Jingran, Zhang Jinhua()

The State Key Laboratory of Refractories and Metallurgy,Wuhan University of Science and Technology,Wuhan 430081,Hubei,China

Received:2021-01-29 Online:2021-08-15 Published:2021-08-22
Contact: Zhang Jinhua

摘要/Abstract

摘要：

以氢氧化镁和α-Al₂O₃微粉为原料,经过干混、成型和1 750 ℃反应烧结制备了刚玉-尖晶石骨料,研究了氢氧化镁粒度(平均粒径分别为55、36.4和10.6 μm)对刚玉-尖晶石材料体积密度、气孔率及显微结构等的影响。结果表明:随着氢氧化镁粒度的减小,试样的体积密度增加,显气孔率下降,封闭气孔增加,总气孔率和孔径逐渐下降;当氢氧化镁粒度减小时,氢氧化镁和Al₂O₃的分布更为均匀,有效接触面积增大,可以促进固相反应的进行,会形成更为细小的、分布更为均匀、广泛的封闭气孔;试样在500 ℃下的热导率随着氢氧化镁粒度的减小而增大。

关键词: 刚玉-尖晶石骨料, 氢氧化镁, 气孔分布, 显微结构

Abstract:

Corundum spinel aggregates were prepared using magnesium hydroxide and α-Al₂O₃ micropowder as starting materials,dry mixing,molding and reaction sintering at 1 750 ℃.The effect of the particle size of magnesium hydroxide (average size of 55,36.4 and 10.6 μm) on the bulk density,the porosity and the microstructure of corundum-spinel materials was studied.The results show that with the decreasing particle size of magnesium hydroxide,(1)the bulk density of corundum-spinel materials increases,the apparent porosity decreases,the closed pores increase,and the total porosity and the pore size decrease gradually;(2)the distribution of magnesium hydroxide and Al₂O₃ is more uniform and the effective contact area increases,which can promote the solid reaction and form finer,more uniform and extensive closed pores;(3)the thermal conductivity at 500 ℃ of the sample increases.

Key words: corundum-spinel aggregates, magnesium hydroxide, pore distribution, microstructure

中图分类号:

TQ175

黄传, 倪月娥, 柯昌明, 刘学新, 王景然, 张锦化. 氢氧化镁粒度对刚玉-尖晶石材料结构与性能的影响[J]. 耐火材料, 2021, 55(4): 305-308.

Huang Chuan, Ni Yue’e, Ke Changming, Liu Xuexin, Wang Jingran, Zhang Jinhua. Effect of magnesium hydroxide particle size on structure and properties of corundum-spinel materials[J]. Refractories, 2021, 55(4): 305-308.

图/表 8

表1 主要原料的化学组成

Table 1 Chemical compositions of starting materials

原料	w/%
原料	K₂O	Na₂O	CaO	MgO	Al₂O₃	Fe₂O₃	SiO₂	TiO₂	MnO	灼减
α-Al₂O₃微粉	0.008	0.05	0.08	0.01	99.31	0.07	0.25	0.003	0.001	0.21
氢氧化镁	0.006	0.11	0.005	68.78	0.016	0.005	0.16	0.007	0.001	30.56

图1 不同粒度的氢氧化镁粒径分布

Fig.1 Particle size distribution of magnesium hydroxide with different particle sizes

图2 烧后试样的XRD图谱

Fig.2 XRD patterns of fired specimens

表2 烧后试样的基本物理性能

Table 2 Properties of sintered specimens

项目	MA90-1	MA90-2	MA90-3
体积密度/(g·cm^-3)	2.92	3.05	3.14
显气孔率/%	19.8	8.5	3.9
闭气孔率/%	3.2	11.0	13.2
总气孔率/%	23.0	19.5	17.1
收缩率/%	7.0	8.7	8.9

图3 试样的孔径分布

Fig.3 Pore size distribution of specimens

图4 烧后试样的显微结构照片

Fig.4 Microstructure of fired specimens

图5 试样断面的显微结构

Fig.5 Microstructure of specimen section

图6 试样在500 ℃下的热导率

Fig.6 Thermal conductivity of specimens at 500 ℃

参考文献 8

[1]	李楠, 顾华志, 赵惠忠. 耐火材料学[M]. 北京: 冶金工业出版社, 2010:193-197.
[2]	ITOSE S, NAKASHIMA M, ISOBE T, et al. Improvement in the durability of alumina-spinel steel ladle castable containing spinel fine powder[J]. Journal of the Technical Association of Refractories, 2002, 22(1):26-30.
[3]	关振铎, 张中太, 焦金生. 无机材料物理性能[M]. 北京: 清华大学出版社, 2011:139-143.
[4]	MOROOKA S, ZHANG S, NISHIKAWA T, et al. Potential model parameters for molecular dynamics simulation of alumina-magnesia systems[J]. Journal of the Ceramic Society of Japan, 2010, 107(1252):1225-1228. DOI URL
[5]	MATSUSHITA T, OHUCHI T, MUKAI K, et al. Direct observation of molten steel penetration into porous refractory[J]. Journal of the Technical Association of Refractories, 2003, 23(1):15-19.
[6]	姜晓, 朱伯铨, 李享成, 等. 气孔结构参数对刚玉质浇注料热导率的影响[J]. 材料工程, 2010, 38(增刊):425-428.
[7]	LI S J, LI N. Effects of composition and temperature on porosity and pore size distribution of porous ceramics prepared from Al(OH)₃ and kaolinite gangue[J]. Ceramics International, 2007, 33(4):551-556. DOI URL
[8]	付绿平, 顾华志, 黄奥, 等. 低导热微孔刚玉骨料的湿法制备及其抗渣机制研究[J]. 耐火材料, 2015, 49(6):406-411.

[1]	李文凤, 申天姿, 郭会师, 曹金金, 康晓旭, 石凯, 康晓阳. 多羟基糖类结合剂对Al₂O₃-SiC-C质无水炮泥性能的影响[J]. 耐火材料, 2024, 58(4): 314-318.
[2]	安佳瑞, 张锐, 范冰冰, 王刚, 杜鹏辉. Sm₂O₃加入量和热处理温度对CA₆-MA材料性能的影响[J]. 耐火材料, 2024, 58(4): 319-322.
[3]	高云琴, 郭凯歌, 马爱琼, 牛兴荣, 杨光, 张旭东. 莫来石-刚玉-镁铝尖晶石复相材料的抗碱侵蚀性能研究[J]. 耐火材料, 2024, 58(4): 334-340.
[4]	梁保青, 张志峰, 王全喜, 尚俊利, 李宏宇, 赵臣瑞, 赵悦. SiC聚合物前驱体和Zn粉复合对Al₂O₃-C不烧滑板材料性能的影响[J]. 耐火材料, 2024, 58(2): 137-142.
[5]	孙格格, 李国华, 矫长发, 田琳. 表面活性剂对镁质泡沫料浆及多孔骨料显微结构的影响[J]. 耐火材料, 2024, 58(2): 161-166.
[6]	朴佳思, 杜庆洋, 唐钰栋, 白佳海. 轻烧MgO粉对凝胶注模法制备MgAl₂O₄多孔陶瓷性能的影响[J]. 耐火材料, 2024, 58(1): 40-43.
[7]	刘志云, 贾硕, 卢一国. 焦炉炭化室用后硅砖的分析研究[J]. 耐火材料, 2024, 58(1): 57-62.
[8]	苏玉柱, 罗华明, 王涵宇, 范明明, 金懿, 占华生. 矾土基莫来石的性能分析[J]. 耐火材料, 2024, 58(1): 76-79.
[9]	朴佳思, 杜庆洋, 白佳海. 干压成型-固相反应法制备MgAl₂O₄多孔陶瓷[J]. 耐火材料, 2023, 57(6): 500-503.
[10]	孙红刚, 李红霞, 司瑶晨, 杜一昊, 赵世贤, 尚心莲, 夏淼. 热处理温度对SiC-MgAl₂O₄-Al复合材料性能的影响[J]. 耐火材料, 2023, 57(5): 390-396.
[11]	常赪, 吕春江, 龚剑锋, 黄一飞, 马昭阳, 刘臻. 工业炭黑加入量对复相结合碳化硅耐火材料性能的影响[J]. 耐火材料, 2023, 57(5): 412-416.
[12]	曹会彦, 万龙刚, 王建波, 刘云, 郑翰, 张新华, 冯严宾, 吴吉光. 重结晶碳化硅在1 000 ℃饱和水蒸气中的氧化行为研究[J]. 耐火材料, 2023, 57(5): 423-426.
[13]	郭会师, 杨佳麟, 李文凤, 桂阳海, 赵志强, 刘应凡. 铝硅系原料种类对钙长石质隔热耐火材料性能的影响[J]. 耐火材料, 2023, 57(4): 286-290.
[14]	邝昌柳, 王杏, 刘正龙, 丁军, 余超, 邓承继, 祝洪喜. ZrC改性石墨对低碳Al₂O₃-C耐火材料结构与性能的影响[J]. 耐火材料, 2023, 57(4): 295-299.
[15]	王杏 , 刘正龙, 邓承继, 余超, 祝洪喜, 丁军. 耐火材料用生物质炭的制备及其对原位合成SiC晶须的影响[J]. 耐火材料, 2023, 57(4): 300-304.

氢氧化镁粒度对刚玉-尖晶石材料结构与性能的影响

Effect of magnesium hydroxide particle size on structure and properties of corundum-spinel materials

RichHTML

PDF

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

图/表 8

参考文献 8

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价