剛玉磚制品簡介：

采用工業(yè)氧化鋯、氧化鋁為原料，通過超細(xì)粉碎，嚴(yán)格控制粉末粒度，用常規(guī)工藝，可制得高強(qiáng)度、高韌性的氧化鋯-氧化鋁復(fù)相陶瓷，電熔鋯剛玉磚是一種高級耐火材料。

研究結(jié)果表明：在氧化鋯基體中添加氧化鋁可有效地抑制氧化鋯晶粒生長，有利于使氧化鋯晶粒以亞穩(wěn)四方相存在，從而提高材料的強(qiáng)度和斷裂韌性。氧化鋁質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%時(shí)，復(fù)相陶瓷的抗彎強(qiáng)度達(dá)到676.7MPa，斷裂韌性達(dá)到10MPa/m2。相變增韌和顆粒彌散增韌作用相互疊加，提高了復(fù)相陶瓷材料的力學(xué)性能。

采用熱分解法制備氧化鋁微粉，用化學(xué)共沉淀法制備氧化鋯超細(xì)粉，通過適當(dāng)工藝制備出氧化鋯/氧化鋁復(fù)相陶瓷。認(rèn)為添加氧化鋁可抑制氧化鋯晶粒的長大，提高基體的強(qiáng)度和韌性。當(dāng)氧化鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到30%時(shí)，在1600℃燒成的昨相陶瓷的抗彎強(qiáng)度為968MPa，斷裂韌性為13.7MPa/cm2。

在剛玉質(zhì)耐火材料中加入氧化鋯，制成賜玉-氧化鋯復(fù)合材料，這是相變強(qiáng)化、增韌以及微裂紋增韌理論在耐火材料中應(yīng)用的范例。剛玉-氧化鋯試樣在燒成冷卻時(shí)，氧化鋯發(fā)生相變，在材料內(nèi)部形成一定數(shù)量的微裂紋，有利于材料機(jī)械強(qiáng)度的提高和韌性的增加。當(dāng)氧化鋯的外加量較少時(shí)，材料中的微裂紋數(shù)量不多，對剛玉質(zhì)耐火材料的強(qiáng)度影響不大；當(dāng)外加量太高時(shí)（如達(dá)到質(zhì)量分?jǐn)?shù)9%以上），由于材料中微裂紋數(shù)量較多，導(dǎo)致材料的抗折強(qiáng)度下降。

用剛玉、合成莫來石和單斜氧化鋯作原料，配合料用等靜壓成型，在1650～1700℃燒成。試樣的抗折強(qiáng)度隨溫度變化的規(guī)律為：強(qiáng)度先與溫度并增，直至轉(zhuǎn)折溫度后，再隨溫度升高而下降，這是由于不同晶相之間熱膨脹失配以及微裂紋的局部彌合的結(jié)果。轉(zhuǎn)折溫度在800～900℃，由于氧化鋯馬氏體相變，在1000～1200℃都有“谷”的特征，谷底在1100℃。

氧化鋯的加入量對試樣的高溫力學(xué)性能和顯微結(jié)構(gòu)有明顯的影響。在低溫階段（20～800℃），加入氧化鋯后的強(qiáng)度變化取決于顯微結(jié)構(gòu)的兩方面因素——結(jié)構(gòu)骨架強(qiáng)度與微裂紋密度，一般以后者為主。當(dāng)氧化鋯約15%時(shí)，均勻彌散的氧化鋯填充在剛玉——莫來石骨架里，起一定強(qiáng)化作用，但由于馬氏體相變產(chǎn)生的微裂紋所引起的弱化作用超過這種強(qiáng)化作用，因此強(qiáng)度降低。氧化鋯量增到20%～35%時(shí)，結(jié)構(gòu)骨架有所弱化，同時(shí)微裂紋密度增大，所以強(qiáng)度繼續(xù)下降。氣閥 經(jīng)鋯加入量達(dá)到40%以上，結(jié)構(gòu)骨架強(qiáng)度有明顯改善，故強(qiáng)度稍有回升。

在1300～1500℃高溫階段，微裂紋大部分已彌合、鈍化，所以對強(qiáng)化已基本不起作用。這時(shí)決定強(qiáng)度變化是結(jié)構(gòu)骨架強(qiáng)度和晶界固溶強(qiáng)化作用。隨著氧化鋯加入量增加晶界固溶強(qiáng)度作用增大，還有少量氧化鋯可能進(jìn)入晶界玻璃相，能提高黏度，也起一定的強(qiáng)化作用。

在氧化鋯增韌氧化鋁陶瓷中，氧化鋯粒子是用機(jī)械混合研磨的方法引入的。在燒結(jié)過程中，兩種物質(zhì)間并不發(fā)生反應(yīng)或復(fù)合，只是在高溫下靠表面蒸發(fā)擴(kuò)散和界面擴(kuò)散而斗篷到致密化，屬于固相燒結(jié)。氧化鋯的加入有促進(jìn)燒結(jié)的作用，而且當(dāng)燒結(jié)時(shí)間延長時(shí)，又能阻礙氧化鋁晶粒的長大，提高制品的高溫力學(xué)性能。

在鋯剛玉中加入2%二氧化鈦，二氧化鈦優(yōu)先與氧化鋯形成固熔體，但是熔體的生成未阻止氧化鋯的晶形轉(zhuǎn)變，氧化鋯仍以m-ZrO2 為主晶相存在。二氧化鈦促進(jìn)了氧化鋁和氧化鋯晶粒的發(fā)育，使材料的氣孔率增大，強(qiáng)度下降。二氧化鈦的加入降低了鋯剛玉的高溫?zé)崤蛎浡?，但熱膨脹率與溫度不是均勻的直線關(guān)系，由線在1100℃出現(xiàn)極大值。

在氧化鋁陶瓷中加入氧化鋯制備氧化鋁/氧化鋯燒結(jié)材料，因具有優(yōu)良的力學(xué)和熱力學(xué)性能，近年來受到普遍重視。該系列陶瓷材料硬度高，韌性好，耐磨性優(yōu)?？捎糜谥圃斓毒?、塞規(guī)、滑動(dòng)軸承等。在冶金工業(yè)上用作滑動(dòng)水口的滑板材料。對氧化鋁-氧化鋯材料的一系列理論研究，也為制造優(yōu)質(zhì)Al2O3-ZrO2-C材料打下了良好的基礎(chǔ)。

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