隨著我國現(xiàn)代化工業(yè)的發(fā)展,特別是冶金行業(yè)新產(chǎn)品的開發(fā)和應(yīng)用,該領(lǐng)域的陶瓷產(chǎn)品需要滿足特殊場所的需要。盡管有許多高溫氧化陶瓷產(chǎn)品,但它們用于精煉鋁、重量金屬和高純度放射性金屬(如、鋯),其他高溫氧化陶瓷也不能替代氧化鎂陶瓷。
1 氧化鎂的性質(zhì)
氧化鎂(CY-Mg50)為白色立方品體或極細(xì)粉末,露置空氣中可以水化和吸收二氧化碳,密度為3.58g/(E)左右,熔點2800℃左右,沸點3600℃。其坩堝制品抗熔融金屬的還原作用特別強(qiáng)。在潮濕的空氣中,氧化鎂陶瓷制品極易水化生成氫氧化鎂。
氧化鎂(CY-Mg50)合成料的最佳煅燒溫度隨母鹽(氯化鎂、硝酸鎂等)種類不同而有所差異,進(jìn)而,隨著構(gòu)成母鹽的原料種類不同,燒結(jié)性能也會發(fā)生相當(dāng)大的變化。細(xì)顆粒數(shù)量越多,而且粒度分布適當(dāng)?shù)难趸V(CY-Mg50),其燒結(jié)性能最好。
母鹽的分解煅燒溫度和保溫時間都有一個最佳值,如果溫度過低,無論保溫時間多長,則生成的氧化鎂(CY-Mg50)顆粒很小,或者剩下大量的母鹽假象而使成形體的填充性不良。如燒結(jié)進(jìn)行的太快,則會形成結(jié)合牢固的二次顆粒,結(jié)果阻礙燒結(jié)。反之,如果溫度過高或保溫時間過長,則會使生成的氧化鎂(CY-Mg50)結(jié)晶性過大。有時不能保持生成時的亞穩(wěn)狀態(tài),所以活性度低如果顆粒成長過大,也會使燒結(jié)不佳。
為了制取燒結(jié)性能良好的氧化鎂(CY-Mg50),最好選擇能生成均勻粉末的熱分解氫氧化鎂得到的氧化鎂(CY-Mg50),并選定煅燒溫度為1600℃和保溫時間為4~6h。之所以選定氫氧化鎂分解而得的氧化鎂(CY-Mg50)是因為它具有分解后不剩下明顯的母鹽假象,也不形成牢固的集塊,而且生成的氧化鎂(CY-Mg50)顆粒本身是體積密度大的顆粒,且有一定的尺寸;還具有良好的填充性和適當(dāng)?shù)牧6确植肌Q趸V(CY-Mg50)顆粒活性高,對于燒結(jié)有充分的驅(qū)動力,比表面積大,結(jié)晶性不太高。
任何一種氧化物陶瓷都要或多或少的加入一種或數(shù)種促進(jìn)燒結(jié)或抑制二次結(jié)品的添加劑,在加入添加劑后,成形體內(nèi)生成液相、熔融相或其他結(jié)品相,從而促進(jìn)燒結(jié),抑制結(jié)品的二次生長。
氧化鎂(CY-Mg50)合成料研磨過程中對物料的理化性能的影響是多方面的,如研方法、研磨介質(zhì)研磨時間等。在研磨過程中人們總會發(fā)現(xiàn),研磨一定的時間后研細(xì)度會趨向一個終值在研磨過程中,單個顆粒斷裂、顆粒表面層的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,經(jīng)過長時間機(jī)械研作用,使全體顆粒達(dá)到全部趨于一致(結(jié)構(gòu)、細(xì)度等)改變了物料的表面活性。但是,顆粒過分的微粉碎,對燒結(jié)體的致密化有不良的影響。
在所有的機(jī)械研磨方法中,各種研磨方法均有自己的特點,綜合各項技術(shù)指標(biāo)較好的方法有:高速磨研磨方法、振動磨法、攪拌球磨法、氣流粉碎法。從設(shè)備方面考慮本試驗采用的為快速研磨法。研磨介質(zhì)密度小,球時間過長,研體損較大,將影響物料的理化性能。球磨時間過短,物料達(dá)不到要求的細(xì)度,也會影響物料的理化性能。研介質(zhì)密度大,物料所需的研磨時間會縮短,從而研磨體磨損小。采用的研磨介質(zhì)為純氧化鋁或氧化鋯球。
氧化鎂坩堝制品受燒成制度的影響較大,燒成最好的條件為:氧化氣、弱還原氣氛、燒成溫度為1750℃,保溫時間為1~2h。在上述條件下還要注意制品的加熱速度,通過試驗可知:加熱速度慢時,坯體內(nèi)外溫度差小,產(chǎn)品燒結(jié)良好、體積密度大:加熱速度若超過200℃/h 以上時,坯體內(nèi)外溫度差較大,產(chǎn)品燒結(jié)性能較差,亦產(chǎn)生開裂。
5結(jié)論
介紹了氧化鎂坩堝的生產(chǎn)工藝過程,以及添加劑對其燒成的影響,結(jié)合自己的工作實踐進(jìn)行了有關(guān)技術(shù)問題的探討,并得出如下結(jié)論:
1)預(yù)合成氧化鎂(CY-Mg50)原料的配比為:氧化鎂(CY-Mg50)100%,外加氧化鋁0.35%,氧化鈣2.5%,氧化鎵1.15%
2)添加劑為復(fù)合添加劑
3)嚴(yán)格控制各工藝過程及參數(shù),坩堝燒成溫度為1750℃,保溫時間為1~2h;氧化鎂(CY-Mg50)合成溫度 1600℃,保溫時間為4h。
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