锂质耐热日用陶瓷材质及其机理的研究

【摘要】 随着陶瓷行业的发展,对材料的要求也不断提高,为了改善现在日用陶瓷材料的搞热震性,降低陶瓷成本,满足国内外市场对陶瓷的需求,创造可观的经济效益。在这里主要针对锂质耐热日用陶瓷材质及其机理研究进行了简单分析与探讨。

【关键词】 锂质耐热日用陶瓷材质机理研究

随着我国市场的不断开放和市场经济的全球化发展,为我国陶瓷行业带来了发殿机遇,为此,要想抓住这一市场机遇,就要改善陶瓷产品的性能,向高强度和耐热方面发展,顺应现代环保要求。因此,对锂质耐热日用陶瓷材质及其机理研究有其必要性。

1 锂质耐热日用陶瓷材质

锂质耐热日用陶瓷具有很多的特性,经过大量的文献与实验分析,其主要的特殊用途有以下几点:一、高抗热震性。利用其良好的高抗热震性,应用于加热部件、感应部件以等;二、负膨胀系数,主要应用于内燃机部件、喷气发动机、喷嘴衬片等对稳定性和精度要求高的电子元件;三、高稳定性,其可以在高温条件下,保持较高的化学稳定性,主要应用于实验室燃烧管、金属浇铸桶等。

锂质耐热日用陶瓷所选用的主要天然矿物是Li2O-Al2O2-SiO2,这种材料与传统的陶瓷材质相比,具有非常低的热膨胀系数,同时这也是决定陶瓷材质耐热性的主要因素。在实际应用中,正是利用这一特性将研制出的锂质耐热陶瓷材质。这种材料除了较低的热膨胀系统以外,还有一个特点就是各向热膨胀差异小,具体数值为1-1×10-7/℃,由于这两个特性的存在,可以有效地缓解各种晶体之间存在的晶界应力,从而使得陶瓷材料的强度大大提高。

2 锂质耐热日用陶瓷机理分析

Li2O-Al2O2-SiO2在三元系统中,在混合物的温度达到1100度时,就会从α锂辉石转化为β锂辉石,但是在这个过程中,液相相量极少,加上其粘度较大,所以整个过程的反应速度极慢,因此,反应的生成的莫来石仍旧会保持原有的晶体的外观,被称之为原生莫来石,具体的反应过程如下:

950-1100℃

Li2O-Al2O2-SiO2Li2O-Al2O2-SiO2

在反应过程中,当其温度达到1300度时,那么整个晶体的主要成为β锂辉石、莫来石和一些残余的石英。但是与反应前相比,其β锂辉石的量和比例明显增加,与之相应的莫来石比例也有所增加。同时,此时的莫来石会经过一系列的反应,转化为次生细针状的莫来石,与锂辉石固溶体一起决定着整个坯体的热膨胀系数。由于热膨胀系数比较少,再加上,材料的强度能力得以提高,晶体的界应力作用就可以得到有效的缓解及控制。

另外,在低膨胀耐热陶瓷坯体中,在反应处理时,所用的热膨胀系数锂辉石属于低膨胀系数晶体,这种热膨胀系数池的最大的特点就是可以使石英的相变温度大大降低,为此,可以在其中注入一定的MgO,具体可以通过浇滑石来引入,确保在高温条件下,与高岭土、石英的充分反应与结合,通过固相反应,生成具有低膨胀系数的晶体,即2MgO·2Al2O3·5SiO2,这是一种细小的晶体,其主要均匀分布在各相之间,而且在整个的反应过程中,起到一种过渡作用,进一步提高晶体的强度。

3 锂质耐热日用陶瓷材质实验研究的关键和要点

在陶瓷行业发展的过程中,对陶瓷材料的要求和性能也不断提高,因此,需要加强实验研究,把握其中的技术关键和要点,改善现在日用陶瓷材料的搞热震性,降低陶瓷成本,满足国内外市场对陶瓷的需求,创造可观的经济效益。为此,对锂质耐热日用陶瓷材质实验研究的关键和要点进行了以下方面的分析:

3.1 物料的加工细度

一般而言,若是物料的细度增大,那么其相应的抗热冲击性能也会有所增大,进而整个材质的稳定性就越好。锂质耐热日用陶瓷主要含有的天然矿物就是Li2O-Al2O2-SiO2,传统的陶瓷材质相比,其最大的特点就是具有极低的热膨胀系数,为此,在加工时,需要从材料的热稳定性入手,确保物料颗粒细小,同时,其表面积越大,提升陶瓷材质耐热性,在实际应用中,需要通过加热作用,利用抗热冲击性能这一特性,生成更多膨胀晶体,研制出高强度、更稳定的锂质耐热陶瓷材质,获得低膨胀系数材料,由于该材料具有较低的热膨胀系数,并且各向热膨胀差异小,具体数值为1-1×10-7/℃,为此,可以利用这两个特性,缓解各种晶体之间存在的晶界应力,从而提高陶瓷材料的强度。

另外,要控制其烧成温度,一般而言,烧成温度决定锂质耐热日用陶瓷材质的物相组成,为此,需要在保证其良好的配方前提下,控制好烧成温度,提高材料的高抗热震性,利用其良好的高抗热震性,加强在加热部件、感应部件以等方面的推广与应用,提高晶体生成量,优化负膨胀系数,更好地应用于内燃机部件、喷气发动机、喷嘴衬片等,增强生成物料的稳定性和精度,以便于研制出更好的电子元件,确保整个材料的高稳定性。

3.2 坯料配方计算与实验

在高温条件下,坯料要想具备较高的化学稳定性,更好地应用于实验室燃烧管、金属浇铸桶以有电子元件等行业中,就要深入研究锂质耐热日用陶瓷机理分析,探讨坯料配方计算方法,通过实验,优化材料配方选择,具体强调以下几点:

首先,要以Li2O-Al2O2-SiO2在三元系统为依据,控制坯体的各个成份点,比如在混合物的温度达到1100度时,通过有效的外加作用,将α锂辉石转化为β锂辉石,但是在这个过程中,液相相量极少,加上其粘度较大,所以整个过程的反应速度极慢,反应生成的莫来石仍旧会保持原有的晶体的外观,可以设计出多个坯料的化学组成方案,从而保证陶瓷材料烧制成后物相组成更加合理,既满足制品的性需求,又可以满足物相组成需要。

其次,根据已知的各种化学组成,采用合理的工艺性能,做到材料的初步设定,如在反应过程中,当温度达到1300度,就要对整个晶体的主要成为β锂辉石、莫来石和一些残余的石英进行化学组成计算,并与反应前相比,很明显,β锂辉石的量和比例增加,这此,另外,在低膨胀耐热陶瓷坯体中,可以改善注浆坯料,使石英的相变温度大大降低,注入一定的MgO,通过浇滑石来引入,在高温条件下,与高岭土、石英的充分反应与结合,通过固相反应,生成具有低膨胀系数的晶体,该晶体可以起到一种过渡作用,有助于提高晶体的强度,有效的缓解及控制晶体的界应力作用,从而保证其高稳定性。

4 结语

总而言之,市场经济的全球化发展,随着我国市场的开放程度不断加大,这为我国陶瓷行业带来了巨大的挑战,但是要想将将挑战变为机遇,就要把握市场需求,改善陶瓷产品的性能,向高强度和耐热方面发展,顺应现代环保要求。为此,需要进一步深入研究锂质耐热日用陶瓷材质及其机理,从而更好应用于实践中,满足现代国内外市场对陶瓷材料的高要求。

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