Mae dadansoddiad o ddifrod anhydrin mewn pileri llithriad popty golosg sych sy'n diffodd yn dangos bod gwella cryfder hyblyg a gwrthsefyll sioc thermol deunyddiau anhydrin yn ffordd effeithiol o ymestyn eu bywyd gwasanaeth. Mae cyflwyno ffibrau dur i gasblau carbid silicon mullite yn darparu atgyfnerthiad a chaledwch, a thrwy hynny ymestyn eu bywyd gwasanaeth. Mae'r math o rwymwr yn hanfodol i adeiladwaith a pherfformiad castables anhydrin. Mae'r erthygl hon yn archwilio effeithiau tri rhwymwr-sment aluminate calsiwm pur (Secar 71), sol silica, ac alwmino-powdr gel silica-ar adeiledd a phriodweddau castables i bennu'r rhwymwr priodol.
Priodweddau Corfforol Cyffredinol
Ar ôl sychu ar 110 gradd a thriniaeth wres ar 1000 gradd, y sampl calsiwm wedi'i bondio â sment alumina oedd â'r mandylledd ymddangosiadol isaf a'r dwysedd swmp uchaf, sy'n dangos bod y sment wedi'i fondio.silicon carbide castablessydd â'r priodweddau llif gorau, gan hwyluso ffurfio sampl. Profodd y sampl wedi'i fondio sment calsiwm alwmineiddio ddadhydradu sylweddol ar 850 gradd, gan arwain at fwy o fandylledd ymddangosiadol a llai o ddwysedd swmp. Ar ôl triniaeth wres ar 1000 gradd, sinterodd y sampl a chrebachodd, gan gynyddu ei ddwysedd.
Cynyddodd cryfder ystwythder tymheredd yr ystafell a chryfder cywasgol samplau gyda rhwymwyr gwahanol gyda thymheredd trin gwres yn cynyddu. Ar ôl sychu ar 110 gradd, y sampl wedi'i bondio â sment aluminate calsiwm oedd â'r cryfder hyblyg uchaf, sef 7.5 MPa, tra bod gan y sampl wedi'i bondio ag alwmina powdr gel silica y cryfder isaf. Mae hyn yn dangos bod yr adwaith cemegol rhwng sment a dŵr yn caledu ac yn caledu, gan arwain at y cryfder uchaf, sydd fwyaf ffafriol i ddiogelwch adeiladu castables anhydrin. Ar ôl triniaeth wres ar 850 gradd, nid oedd cryfder hyblyg tymheredd ystafell y samplau gyda'r tri rhwymwr yn wahanol iawn. Roedd gan y sampl wedi'i bondio â sment alwmin calsiwm y cryfder cywasgu tymheredd ystafell uchaf, sef 53.6 MPa. Ar ôl triniaeth wres ar 1000 gradd, y sampl wedi'i bondio â sment aluminate calsiwm oedd â'r cryfder hyblyg tymheredd ystafell uchaf, sef 14.3 MPa, tra bod y sampl wedi'i bondio ag alwmina-powdr gel silica â'r ystafell uchaf-cryfder cywasgol tymheredd, sef 70.2 MPa. Mae hyn yn dangos bod y cyfnodau calsiwm monoaluminate (CA), calsiwm decaluminate (CA2), a dodecaluminate calsiwm (C12A7) a gynhyrchir gan y hydradiad calsiwm sment aluminate yn meddu ar gryfder bondio uchel. Mae'r nano-Al2O3 a SiO2 yn yr alwmino-powdr gel silica yn adweithio i ffurfio cyfnod bondio mullite, a all wella cryfder y carbid silicon castable.
Mandwll Maint Dosbarthu
Ar ôl triniaeth wres ar 1000 gradd, maint mandwll cyfartalog y samplau wedi'u bondio â sment aluminate calsiwm (Grŵp A) oedd 0.23 μm, gyda diamedr canolrif o 0.74 μm. Y dosbarthiad maint mandwll oedd y mwyaf dwys (0.01 μm i 2 μm). Roedd gan y samplau sydd wedi'u bondio â silica sol (Grŵp B) y maint mandwll cyfartalog lleiaf, 0.13 μm, gyda diamedr canolrif o 0.40 μm, a dosbarthiad maint mandwll ehangach (0.01 μm i 4 μm). Roedd gan y samplau wedi'u bondio ag alwmino-powdr gel silica (Grŵp C) y maint mandwll cyfartalog mwyaf, 0.28 μm, gyda diamedr canolrif o 0.77 μm. Roedd y dosbarthiad maint mandwll yn amrywio o 0.01 μm i 6 μm, ond roedd y dosbarthiad maint pore wedi'i ganoli o fewn yr ystod o 0.01 i 1 μm.
Cryfder Hyblyg Tymheredd Uchel
Y sampl bondio sol silica oedd â'r cryfder flexural tymheredd uchel uchaf, sef 13.7 MPa. Roedd gan y samplau bondio sment ac alwmina-bowdr gel silica{-gryfderau ystwythder tymheredd uchel is, sef 7.8 MPa ac 8.3 MPa, yn y drefn honno. Mae hyn oherwydd bod y nano-SiO2 yn y silica sol yn ffurfio rhwydwaith o ocsigen silicon o fewn y sampl ac yn adweithiol iawn. Ar 1000 gradd, mae'n adweithio'n rhwydd gyda'r micropowdwr Al2O3 gweithredol - i ffurfio rhwydwaith mullite, gan wella cryfder y sampl. Mae'r powdr gel silica alwmina yn cynnwys llai o SiO2, felly nid yw'r rhwydwaith mullite a ffurfiwyd yn y sampl ar 1000 gradd mor gryf â'r sampl bondio sol silica, gan arwain at gryfder hyblyg tymheredd uchel is. Mae sment aluminate calsiwm yn cynnwys rhywfaint o CaO, sy'n adweithio'n rhwydd â SiO2 ac Al2O3 yn y deunydd ar dymheredd uchel i ffurfio cyfnodau pwynt toddi isel megis 3CaO × Al2O3 a 2CaO × Al2O3 × SiO2. Yna mae'r cyfnodau hyn yn dod yn hylif ar dymheredd uchel, gan leihau cryfder ystwythder tymheredd uchel y sampl.
Sefydlogrwydd Sioc Thermol
Roedd y sampl bondio sol silica yn dangos y cryfder ystwythol gweddilliol uchaf, sef 7.8 MPa. Roedd y sampl wedi'i bondio ag alwmina-powdr gel silica yn dangos y cryfder ystwythol gweddilliol isaf, sef 5.3 MPa. Roedd y sampl a oedd wedi'i bondio â sment alwmin calsiwm yn dangos cryfder ystwythder gweddilliol uchel a chadw cryfder hyblyg. Mae'n bosibl bod ymwrthedd sioc thermol uwch y samplau wedi'u bondio â sment calsiwm wedi'u bondio a sol silica{-wedi'u bondio oherwydd eu dosbarthiad maint mandwll crynodedig a'u strwythur rhwydwaith ocsigen silicon, yn y drefn honno. O fewn deunyddiau anhydrin amlwedd heterogenaidd, mae'r gwahaniaethau mewn cyfernodau ehangu thermol rhwng y cyfnodau yn achosi i nifer o ficrocraciau ffurfio mewn castables carbid silicon yn ystod diffyg cyfatebiaeth ehangu thermol. Mae'r microcraciau hyn nid yn unig yn amsugno egni straen elastig, gan leihau'r grym gyrru ar gyfer twf crac cynradd, ond hefyd yn gwasgaru'r straen sydd wedi'i grynhoi ar flaen y crac, gan wasgaru'r egni sydd ei angen ar gyfer lluosogi crac a gwella ymwrthedd sioc thermol y deunydd.
Gwisgwch Resistance
Cynhaliwyd profion sgraffinio ar samplau gyda rhwymwyr gwahanol ar ôl sintro ar 1000 gradd. Dangosodd y canlyniadau fod y samplau bondio sment aluminaidd wedi'u bondio â sment alumino wedi dangos llai o draul, gyda'r sampl bond sment aluminaidd yn dangos y traul isaf, sef 3.75 cm³, a'r sampl bondio silica colloidal yn arddangos y traul uchaf.8 cm Ar gyfer deunyddiau anhydrin heterogenaidd sy'n cynnwys agreg a matrics, mae traul erydiad fel arfer yn tynnu'r matrics yn gyntaf, gan adael gronynnau tebyg i ynys ynysig sy'n ymwthio allan fel y prif darged traul. Yna mae'r gronynnau hyn yn cwympo i ffwrdd, gan ffurfio craciau a niweidio'r matrics o amgylch ymhellach. Roedd y samplau bondio sment aluminate yn dangos dwysedd uwch, gan ffurfio bondiau Si-O{{-Al rhwng y powdr SiO₂ a hydrad sment, gan arwain at fond matrics tynn a gwell ymwrthedd traul. Yn yr alwmino-powdr gel silica-samplau bondio, ymatebodd nano-Al₂O₃ gyda SiO₂ i ffurfio matrics mullite, gan wella ymwrthedd traul. Roedd y samplau bondio silica colloidal yn arddangos nifer o ficrocraciau yn y matrics, gan eu gwneud yn llai gwrthsefyll traul erydiad.
Dadansoddiad Microstrwythurol
Ar ôl triniaeth wres ar 1000 gradd, dangosodd y sbesimenau wedi'u bondio â sment calsiwm y bond tynnaf rhwng matrics ac agregau, gan gyfrannu at eu dwysedd, cryfder a gwrthiant gwisgo uwch. Ar ben hynny, roedd y matrics yn cynnwys nifer o ficrocraciau, gan arwain at ddosbarthiad maint mandwll dwys a gwrthsefyll sioc thermol ardderchog. Roedd y sbesimenau bondio sol silica yn arddangos nifer o wagleoedd a microcraciau, gan gyfrannu at eu mandylledd ymddangosiadol uchel, dosbarthiad maint mandwll eang, a gwrthsefyll traul gwael. At hynny, cyfrannodd presenoldeb strwythur rhwydwaith ocsigen silica mawr at eu cryfder ystwytho tymheredd uchel uchel a'u gwrthiant sioc thermol rhagorol. Roedd sbesimenau bondio powdr gel silica alwmina yn dangos gwell bond rhwng agregau a matrics, gyda rhwydwaith mullite colofnog mawr yn y matrics, gan arwain at briodweddau mecanyddol uwch a gwrthsefyll traul.
