【摘 要】
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以电熔镁砂、氧化铝和石英粉为主要原料,氧化锆为外加剂,纸浆废液为结合剂,采用原位反应烧结法制备出镁铝尖晶石-镁橄榄石和镁铝尖晶石-莫来石两种体系的多孔陶瓷材料。利用X射线衍射（X-ray Diffraction,XRD）和扫描电子显微镜（Scanning Electron Microscope,SEM）分别对试样的物相组成和显微结构进行表征,借助阿基米德原理测定试样的显气孔率和体积密度,利用电子万
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以电熔镁砂、氧化铝和石英粉为主要原料,氧化锆为外加剂,纸浆废液为结合剂,采用原位反应烧结法制备出镁铝尖晶石-镁橄榄石和镁铝尖晶石-莫来石两种体系的多孔陶瓷材料。利用X射线衍射（X-ray Diffraction,XRD）和扫描电子显微镜（Scanning Electron Microscope,SEM）分别对试样的物相组成和显微结构进行表征,借助阿基米德原理测定试样的显气孔率和体积密度,利用电子万能试验机测定试样的抗折强度和耐压强度,同时对试样在1000℃热震3次后的残余抗折强度进行了表征。实验研究结果表明:（1）向MgO-SiO2体系中引入30 wt%Al2O3,1450℃原位反应烧结3 h制备得到多孔镁铝尖晶石-镁橄榄石复相陶瓷,显气孔率高于40.0%,抗折强度为22.95 MPa,耐压强度为68.17 MPa。此时试样的物相组成为镁铝尖晶石、镁橄榄石及少量方镁石相;显微结构分析表明镁铝尖晶石呈典型八面体形貌,而且与镁橄榄石形成镶嵌结构,2～5μm的孤立状气孔均匀分布其中,既有利于降低多孔陶瓷的导热系数,也有利于改善多孔陶瓷的力学性能。（2）向Mg Al2O4-Mg2SiO4复合体系中加入10 wt%ZrO2,1400℃原位反应烧结3 h制备得到多孔镁铝尖晶石-镁橄榄石-氧化锆复相陶瓷。原料中的氧化镁可以作为稳定剂将部分四方氧化锆亚稳至室温,而颗粒尺寸大于临界晶粒尺寸的ZrO2晶粒在转化为单斜相的过程中可能产生微裂纹,起到增韧补强的效果。多孔镁铝尖晶石-镁橄榄石-氧化锆复相陶瓷的抗折强度和耐压强度分别升高到46.88 MPa和176.59 MPa,较未加入氧化锆之前分别提高了42.93%和36.41%。（3）铝硅氧化物质量比为2.57时,向Al2O3-SiO2体系中引入5 wt%MgO,1450℃原位反应烧结3 h制备得到多孔刚玉-镁铝尖晶石-莫来石复相陶瓷,显气孔率为26.46%,抗折强度为45.86 MPa,耐压强度为270.25 MPa,3次热震后的残余抗折强度保持率达27.06%。柱状的陶瓷晶粒可以明显改善多孔陶瓷材料力学性能,试样显气孔率从19.82%升高到26.46%,抗折强度同时从21.63 MPa升高到45.86 MPa。
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