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特級耐火材料之氧化鋯磚

　　采用工業氧化鋯、氧化鋁為原料，通過超細粉碎，嚴格控制粒度，用常規工藝，可制得高強度、高韌性的氧化鋯-氧化鋁復相陶瓷，這種氧化鋯磚是一種特級耐火材料。

　　研究結果表明：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四方相存在，從而提高材料的強度和斷裂韌性。氧化鋁質量分數為20%時，復相陶瓷的抗彎強度達到676.7MPa，斷裂韌性達到10MPa/m2。相變增韌和顆粒彌散增韌作用相互疊加，提高了復相陶瓷材料的力學性能。

　　采用熱分解法制備氧化鋁微粉，用化學共沉淀法制備氧化鋯超細粉，通過適當工藝制備出氧化鋯/氧化鋁復相陶瓷。認為添加氧化鋁可抑制氧化鋯晶粒的長大，提高基體的強度和韌性。當氧化鋁的質量分數達到30%時，在1600℃燒成的昨相陶瓷的抗彎強度為968MPa，斷裂韌性為13.7MPa/cm2。

　　在剛玉質耐火材料中加入氧化鋯，制成賜玉-氧化鋯復合材料，這是相變強化、增韌以及微裂紋增韌理論在耐火材料中應用的范例。剛玉-氧化鋯試樣在燒成冷卻時，氧化鋯發生相變，在材料內部形成一定數量的微裂紋，有利于材料機械強度的提高和韌性的增加。當氧化鋯的外加量較少時，材料中的微裂紋數量不多，對剛玉質耐火材料的強度影響不大;當外加量太高時(如達到質量分數9%以上)，由于材料中微裂紋數量較多，導致材料的抗折強度下降。

　　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。試樣的抗折強度隨溫度變化的規律為：強度先與溫度并增，直至轉折溫度后，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果。轉折溫度在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℃。