Sm2O3加入量和热处理温度对CA6-MA材料性能的影响

doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2024.04.008

耐火材料 ›› 2024, Vol. 58 ›› Issue (4): 319-322.DOI: 10.3969/j.issn.1001-1935.2024.04.008

Sm₂O₃加入量和热处理温度对CA₆-MA材料性能的影响

安佳瑞^1,2), 张锐¹⁾, 范冰冰¹⁾, 王刚²⁾, 杜鹏辉²⁾

1)郑州大学河南省高温功能材料重点实验室河南郑州 450052
2)中钢集团洛阳耐火材料研究院有限公司先进耐火材料国家重点实验室河南洛阳 471039

收稿日期:2023-11-17 出版日期:2024-08-15 发布日期:2024-08-21
通讯作者: 王刚,男,1972年生,博士,教授级高级工程师。E-mail:Wangg@lirrc.com。
作者简介:安佳瑞:男,1999年生,硕士研究生。E-mail:an_jiarui@163.com。
基金资助:
国家重点研发计划(2021YFB3701400)。

Effects of Sm₂O₃ addition and heat treatment temperature on properties of CA₆-MA materials

An Jiarui, Zhang Rui, Fan Bingbing, Wang Gang, Du Penghui

First author's address: Henan Key Laboratory of High Temperature Functional Ceramics,Zhengzhou University,Zhengzhou 450052,Henan,China

Received:2023-11-17 Online:2024-08-15 Published:2024-08-21

摘要/Abstract

摘要： 为提高CA₆-MA(六铝酸钙-镁铝尖晶石)的性能,以CaO、MgO、Al₂O₃和Sm₂O₃为原料,通过高温固相烧结法制备CA₆-MA复合材料,研究了Sm₂O₃加入量(外加质量分数分别为0、2%、4%、6%)和热处理温度(1 400、1 500、1 600 ℃)对CA₆-MA复合材料物相组成、显气孔率、体积密度、常温抗折强度和显微结构的影响。结果表明:1)适当提高热处理温度,可促进CA₆合成反应,热处理温度为1 600 ℃时,试样中只有CA₆和MA;2)Sm₂O₃的引入促进了MA的晶体发育,CA₆趋向等轴晶型转变,显著提高试样的致密度;3)添加6%(w) Sm₂O₃的试样经1 600 ℃热处理后综合性能最佳,其体积密度为3.26 g·cm^-3,显气孔率为13.4%,常温抗折强度为135 MPa。

关键词: Sm₂O₃, CA₆, MA, 显微结构, 常温抗折强度

Abstract: To improve their properties,calcium hexaluminate-magnesium aluminate spinel (CA₆-MA) composites were prepared using CaO,MgO,Al₂O₃,and Sm₂O₃ as raw materials through a high-temperature solid-phase sintering method.The effects of the Sm₂O₃ addition (0,2%,4%,and 6%,by mass,extra-adding) and heat treatment temperature (1 400,1 500,and 1 600 ℃) on the phase composition,apparent porosity,bulk density,cold modulus of rupture,and microstructure of the CA₆-MA composites were investigated.The results indicate that:(1)the synthesis reaction of CA₆ can be promoted by increasing the heat treatment temperature appropriately;when the heat treatment temperature is 1 600 ℃,only CA₆ and MA exist in the sample;(2)the introduction of Sm₂O₃ promotes the crystal development of MA,and CA₆ tends to become equiaxed,significantly improving the density of the sample;(3)the sample with 6% Sm₂O₃ exhibits the optimal comprehensive properties after firing at 1 600 ℃,with the bulk density of 3.26 g·cm^-3,the apparent porosity of 13.4%,and the cold modulus of rupture of 135 MPa.

Key words: Sm₂O₃, CA₆, MA, microstructure, cold modulus of rupture

中图分类号:

TQ175

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.

An Jiarui, Zhang Rui, Fan Bingbing, Wang Gang, Du Penghui. Effects of Sm₂O₃ addition and heat treatment temperature on properties of CA₆-MA materials[J]. Refractories, 2024, 58(4): 319-322.

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Effects of Sm₂O₃ addition and heat treatment temperature on properties of CA₆-MA materials

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