刚玉基浇注料流变性和高温机械性能的研究

【摘要】：本工作以含刚玉基浇注料为基础，主要研究了微粉、www.63220.com
粒度组成以及非氧化物(石墨、Sialon)等对刚玉基浇注料流变性和高温机械性能的影响规律。 研究工作分四个方面：(1)利用NXS-11A型粘度仪研究了微粉、水泥、鳞片石墨、Sialon等因素对基质流变性的影响；(2)利用浇注料流变仪(Rheometer)研究了微粉、粒度组成、镁砂细粉、鳞片石墨、造粒石墨及β-Sialon等对浇注料流变性的影响；(3)研究了微粉、水泥、镁砂、石墨及Sialon等对热处理后浇注料常规物理性能的影响；(4)利用三点弯曲和在不同温度下处理与水冷循环后的残余强度保持率的方法研究了微粉比例、造粒石墨及Sialon等对浇注料高温抗折强度和抗热震性的影响。 结果表明： 1)基质的流变行为呈宾汉姆流体特征；微粉比例、水泥、镁砂、鳞片石墨和Sialon均影响基质流变性，其中SiO_2微粉改善基质的流变性的最主要因素，使基质粘度、剪切应力和屈服应力降低，这主要是由于SiO_2微粉具有比重小、颗粒呈球形以及很高的表面活性，能够很好地填充在颗粒孔隙置换出其中的水所致；Al_2O_3微粉对基质的流变性略有改善；镁砂和Sialon的加入对基质流变性不利；鳞片石墨使基质的流变性明显变差。 2)粒度组成、Al_2O_3微粉／SiO_2微粉比例、鳞片石墨对浇注料流变性有显著影响；镁砂细粉、Al_2O_3微粉对浇注料的流变性影响较小；造粒石墨和β-Sialon对流变性有负面影响；浇注料的流变行为呈宾汉姆流体特征。Al_2O_3微粉／SiO_2微粉比例的变化随SiO_2微粉量的增加，所需加水量大幅度减少，自流值明显提高，流变性得到显著改善——剪切应力、剪切粘度和流动阻力减小。随着粒度组成(q值从0.29、0.26到0.23)的变化，由于细粉比例的增加导致颗粒总表面积增大需要更多的水来润使其表面，使加水量略有增加，自流值略有降低，流变性变差——剪切应力、剪切粘度和流动阻力增加。随鳞片石墨加入量的增加，由于鳞片石墨的不被水润湿和难分散性使所需加水量大幅度增加(加入5％鳞片石墨时，增加了100％)，流变性显著变差。随造粒石墨和β-Sialon加入量的增加，所需加水量略有增加(加水量从5％→6.2％)、流动值轻微减少，对流变性略有负面影响。由于造粒石墨的表面特性和比重的改善，www.63220.com
β-Sialon共价键的极性较弱与水润湿程度远好于鳞片石墨，它们对流变性的负面影响远小于鳞 郑州大学硕士学位论文 片石墨。 3)变化微粉比例时、刀S比为100/0一50/50时，随siq微粉含量增加，热处理 后试样体积密度增加、气孔率降低、常温耐压和抗折强度增加，刀S比为2