氧化锆_莫来石复合材料的机械性能和热性能
锆英石-莫来石复合材料的抗热震性和抗疲劳性
４６ ・
ＲＥＦ ＲＡＣＴ ＯＲＩ ＥＳ ＆ Ｌ Ｉ ＭＥ
Ａ ｕ ｇ ． ２ ０ １ ３
Ｖｏ １ ． ３பைடு நூலகம் ＮＯ ． ４
锆 英 石一 莫 来 石 复 合材 料 的 抗 热震 性 和抗 疲 劳性
摘 要 ：锆英石一 莫来石（ Ｚ ｒ Ｓ ｉ Ｏ 一 ３ Ａ １ ： ０ ， ・ ２ Ｓ ｉ Ｏ ） 复合材料是许多工业 中应 用的耐火材料 。由于有时该材 料的疲
和强度 所涉 及到 的机 理 。加 工 出 了具有 Ｓ ｉ Ｃ晶须 的
锆 英 石复 合材 料 ， Ｋ ｏ ｎ ｄ ｏ ｈ对该 复 合 材 料 进 行 研 究 ，
也取 得 了较 好 的 机械 性 能 。Ｄ ｅ ｎ ｇ证 实 ， 将 ２ ０ ％Ｓ ｉ Ｃ
或Ｔ ｉ Ｃ颗 粒加 入到 锆英 石｝ 昆合料 中提 高 了抗 裂 纹 的 扩展 性 。研究 了莫来 石一 锆英 石颗 粒 （ ＭＺ ） 对采用 泥 浆浇 注法 制 备 的锆 英 石 复 合 材 料 的 抗 热 震 性 的 影 响 。当 ＭＺ的 比例 超过 ２ ５ ％（ 质量 ） 时， 就不 能 将 该
能 再加 上 良好 的 机械性 能使 这种 耐火 材料 成为 应用 结 构 陶瓷有潜 力 的选 择 材 料 ， 其 广 泛 应 用 于玻 璃 工
业 和熔 盐工 业 。抗热震 性 是 由于材料 损坏 或破 坏程 度 影 响锆英 石性 能 的一种 性能 。 由于热震 条 件而影
响锆英 石 基耐火 材料 的损 坏有 时使 其应 用受 到 了限
（ Ｔ Ｆ Ｒ） 。虽 然 研 究 的 显 微结 构 的 构 造 不 同 ， 但 是 该 组 材 料 的 实 验 性 能 几乎 相 同 。另 外 ， 在Ｔ Ｆ Ｒ 中评 价 的 稍 有 的 一 点
锆石及锆石-莫来石复合物的热力学特性
的抗焦 炭 及 油 灰 冲 击 性 能 ， 使其能 应用在锅 炉上。 氧 化锆 耐 材具 有高 抗腐 蚀 性及 低膨 胀 系数 。锆 质耐 材 有 较高 的热 震稳 定性 和 低热 剥落 性 。含 氧化 铝 和
莫 来 石 的氧化 锆耐 材适 用 于暴 露在 强 热 冲击及 剧烈
首先 锆石 在 Ａ １ Ｏ 环境 下形１ Ｏ 并 与其 反 应 以最 稳
表现 出 明显 的依赖 。原 生锆 石矿 中的杂 质如 Ａ １ ： Ｏ 、 Ｔ ｉ Ｏ ： 、 Ｆ ｅ Ｏ ， 和 Ｈ ｆ Ｏ ： 使 低 于 分 解 温 度 的熔 点 降低 。
最低 的 生成温 度 （ １ ３ ３ ３ ｏ Ｃ） 仍 比最 低 的再 结 合 温 度
１ ７ ０ ０ ｃ 【 ＝ 时 仍可 保 持 稳 定 状 态 。在 更 高 的 温 度 下 则 分解 成 氧化 锆 （ Ｚ ｒ Ｏ ） 和石英 （ Ｓ ｉ Ｏ ） 或方石英 ， 一 种
广 泛 的研 究 。通 过 煅烧 不 同 含 量 的 锆 石 制 备 出 一 系 列 的 锆 石 一 莫 来 石 复 合物 （ Ｚ Ｒ Ｍ） 。测 试 改 变 锆 石 含 量 的 百 分 比 对 致 密度 、 相分析和强度的影响。研究分析了氧化锆 含量对热学和 热力学 性质 （ 如Ｒ Ｕ Ｌ 、 Ｔ Ｓ Ｒ、 Ｈ ＭＯ Ｒ和 Ｐ Ｌ Ｃ） 的 作 用 。氧 化 铮 莫 来 石 质 复 合 物 的相 分 析 表 明 ， 高 温 时 游 离 锆 石 的 出 现 可 以改 善 其 性 能 。与 无 莫 来 石 质 的 锆 石 和 锆 石
在 １ ４ ４ ０ ℃可 以保 持 稳 定 形 态 的二 氧 化 硅 物 质 。锆 硅 酸盐 可 由加 热 四方 氧 化 锆 和 二 氧 化 硅 至 １ ４ ６ ０ ℃
莫来石-尖晶石-氧化锆复合材料的合成及特征
３ 结 果 及 讨 论
三元 系镁 铝 硅 的 相位 图 中 ，这 些 成 分 处 于 由 尖 晶石 、 刚 玉 和莫 来 石形 成 的 相 容 三 角 形 中 ，尖
多 液 相 。 对 于 成 分 Ｉ 成 分 Ⅱ，显 气 孔 率 在 和
１０ ℃ １ ０ ℃ 之 间 变 化 不 大 （ ２ ， 而 在 ４０ ５０ 图 ） １ ０ ℃ １０ ℃ 之 间 变化 明 显 。 这 就 暗示 了 在 这 ５０ ６０
一
温 度 范 围 内更 多 液 相 的形 成 。除 了在 最 初 的温
Ｐ Ａ作 为粘合 剂 ，在 ２０ ｋ ｃ 压 力下 压 实 。 Ｖ ０ ０ ｇ・ ｍ 这 些 物 质在 自然 冷却 之 后 ，浸 泡 ２ ，在 １０ ￣ ｈ ４０Ｃ、
１０ ℃及 １０ ℃下烧 制。烧 制后 的体积密度 、体 ５０ ６０
积 变 化 、烧 结 物 质 的粉 末 密 度 及 抗 压 强 度 通 过 传 统 的程 序 来 确 定 。烧 结 试 样 中 的这 些 相 利用 菲 利 浦 衍 射计 （Ｍ 一 ９０ 来 进行 分 析 。试 样 的 显微 结 Ｐ ９２ ） 构 利 用扫 描 电子 显 微 镜 （Ｅ Ｌ４０ 进 行 研究 。 ＪＯ ０ ）
被 用来制 备先 质材料 。压实粉 末混合物 在不同温 度下烧制 （ 大约在 １４ ￣ ４ ０Ｃ、１５ ￣ １ ０ ￣ ，烧坯 获得很 高 ５ ０Ｃ和 ６ ０Ｃ）
的密度 。它们 的压缩 强度随氧化锆含 量和烧 结温度的增加而 增强 ，同时发现气孔 率作为批料成 分的一项 函数 发 生变化 。这些性 能与烧坯 的显微结构和相分布有关 。
莫来石基层状陶瓷复合材料的力学性能研究
莫来石基层状陶瓷复合材料的力学性能研究专业：材料科学与工程姓名：张磊指导老师：高魁摘要：本文通过莫来石及其复相材料力学性能为入手点，结合莫来石层状陶瓷复合材料的显微结构与力学性能的关系以及影响，描述了莫来石层状陶瓷复合材料的力学性能。
关键词：莫来石，显微结构，力学性能Mullite layered ceramic research on mechanical properties ofcomposite materialsAbstract:This article through the mullite and its composites at room temperature strength, high strength, high temperature creep resistance, thermal shock stability and the mechanical property of ceramic material for the starting point; binding mullite laminate ceramic composite material microstructure and mechanical properties of relationship and influence to cut into the surface. A rough description of mullite ceramic composites mechanical properties of layered．Key words: mullite，microstructures，mechanical properties目录1前言 (4)2陶瓷基层状复合材料力学行为 (4)2.1 陶瓷基层状复合材料断裂行为 (4)2.2 抗弯强度σ1 (5)2.3断裂韧性K IC和断裂功W (5)2.4 抗拉强度σT (5)2.5 界面剪切强度 (6)2.7抗热震性能 (6)3显微结构与力学性能的关系 (7)3.1显微结构中对力学性能的影响因素 (7)3.2 显微结构对莫来石的影响结果 (7)3.3 显微结构对提高莫来石性能的影响 (8)3结语 (9)参考文献 (10)1前言膜来石是陶瓷和耐火材料中最常见的氧化物之一，接近于斜方晶系，它具有高的熔点（1 870 Cº），良好的高温力学、高温热学性能. 以莫来石为主晶相的莫来石制品高温结构强度高、高温蠕变率小、抗化学侵蚀性能好. 与以刚玉为主晶相的硅酸铝系制品相比，它具有较小的热膨胀系数和较好的抗热震稳定性. 但是，在对抗热震性要求较高的使用条件下工作的耐火制品（如窑具、工业用热交换器等），它还是不能达到使用要求。
氧化锆使用温度范围
氧化锆使用温度范围
氧化锆是一种重要的陶瓷材料，具有优良的高温性能。
它的使用温度范围广泛，可以适应各种工业领域的需求。
在常温下，氧化锆具有良好的物理和化学稳定性。
它可以承受高达2500摄氏度的极高温度，而不会发生形变或熔化。
这使得氧化锆在高温炉、熔融玻璃窑等高温环境中得到了广泛应用。
此外，氧化锆的热膨胀系数与许多金属接近，因此可以与金属材料进行良好的连接，提高了其在高温环境下的应用性能。
氧化锆在高温下具有优异的化学惰性。
它不易与其他物质发生反应，即使在高温、高压、强酸、强碱等恶劣条件下，也能保持其稳定性。
这使得氧化锆在化学工业中被广泛应用于制造耐腐蚀设备和化学反应容器。
例如，氧化锆可以用于制造高温炉中的炉膛、炉门和炉衬等部件，以及耐腐蚀的反应器和管道。
氧化锆在高温环境下还具有优异的机械性能。
它的强度和硬度都很高，可以耐受高温下的压力和摩擦。
因此，在航空航天、能源、机械制造等领域中，氧化锆被广泛应用于制造高温部件和耐磨损零部件。
例如，它可以用于制造高温涡轮叶片、燃烧室衬板和气体涡轮引擎等关键部件。
氧化锆具有广泛的使用温度范围，可以适应各种高温环境下的需求。
其优异的高温性能使其成为许多工业领域中不可或缺的材料。
无论
是在高温炉中还是在化学反应器中，氧化锆都能稳定运行，为各行各业的发展提供了坚实的支撑。
氧化铝耐火材料中性能良好的氧化铝和莫来石微粒在热机械性方面的表现
氧化铝耐火材料中性能良好的氧化铝和莫来石微粒在热机械性方面的表现摘要：氧化铝和莫来石细微粒（~5微米）与粉浆浇注氧化铝莫来石耐火材料相结合，以此来研究它们的显微结构、机械性能和热震性的影响。
氧化铝微粒的加入能显著地提高耐火材料的致密性和机械性能，与之相比，莫来石微粒的加入，则使耐火材料具有多孔性和低的机械性能。
伴随氧化铝的加入，材料抵抗裂纹发生的性能也在增加，这是被R 参数所证实。
因此，需要更大的断裂表面能来连接裂纹的增殖，与断裂韧度的重要性相联系。
提高冷却温度（maybe淬火温度）也可以提高强度和杨氏模量，导致高抗热震性。
作者关键字：氧化铝，莫来石，粉浆浇注，耐火材料，机械性能，热震性。
1.介绍莫来石已被用于研究结构陶瓷的应用，因为它具有高抗热震性，，高抗蠕变性和化学耐侵蚀性。
但是，莫来石陶瓷潜在的性能却不能很容易的被开发成为高温结构陶瓷，因为很难得到完整的没有附加产物的密实物和形成玻璃相的微粒边界。
氧化铝是很好的候选者，以提高莫来石基材料的机械性能，因为玻璃相的形成可以被加入氧化铝合金的莫来石陶瓷所控制。
莫来石固溶烧结体的相对密度，硬度和断裂韧性相当低，但随着铝浓度的增加却相反。
据报道，加入高性能的氧化铝微粒（>10vol.%）导致紧实收缩大量减少，导致实密度伴随颗粒体积分数增加。
此外，中等数量的莫来石和氧化铝在耐火材料中的出现，提供了高的抗热震性。
本文介绍了粉浆浇注耐火材料的机械性能和热震性如何被添加高性能氧化铝和莫来石微粒所影响。
2.实验目前实验，准备了两个不同组的粉浆浇注料。
第一组由粗的（-2+1mm）和中等的（+1000+20um）氧化铝莫来石微粒组成，其中包含5um性能良好的氧化铝微粒。
命名为样品A。
第二组同第一组，命名为B。
耐火材料相组成如下（体积百分数）：样品A：75%氧化铝，20%莫来石，5%粘土。
样品B：55%氧化铝，40%莫来石，5%粘土。
粘土的化学组成： 48.3% SiO2, 37.6% Al2O3, 1.1% K2O,0.5% Fe2O3, 0.4% Na2O, 0.1% CaO and 12% 结合水。
莫来石和莫来石-氧化锆复合材料的晶相转变和烧结性能
整悬 浮物 的 ｐ Ｈ值 为 １ ．。这种 泥浆 在 ｌＯＩ 进 ０５ １ｃ 下 ＝
裂 和再 黏 结 。碾 磨 １ ｈ可 以减 小颗 粒 尺 寸 ，这 是 因
行 干燥 ，用 １３ ６ 的筛孔 进行 筛 滤 ，然后 在 常 温 单 向压 力 ７ ＭＰ ５ ａ下 进 行 压制 ，制 备 出直 径 为 ８ ｍ ａ ｒ
热膨 胀率 、 良好 的化学 稳定性 、优 异 的抗 蠕 变性 并 在 高温 下具有 高 的强度 。因此 被认 为是在 高 温领 域 中最 有前 途 的工程 材料 之一 。制备 莫来石 所 用方 法 之 一 是 氧 化 铝一 化硅 、高岭 土 一 化 铝 混 合 物 的 氧 氧 烧 结反 应或是 莫来 石细 结 晶粉 末 的 固相烧 结 。莫 来 石 细结 晶粉 末 的压坯 需 要 高温 （ １６ ０Ｃ）烧 结 才 ＞ ０￣ 能 达 到高 致密 性 。 另一 方 面 ，为 了达到 最 好性 能 ， 需要 精确 控制 组分 和微 结构 。烧结 化学计 量 莫来 石 时 ，经 常 需 要 压 力辅 助 烧 结 ，例 如 热 压 和 热 等 静
了 ，偏 高 岭 石 转 变 为 尖 晶石 （ ｉＡ ） 和 非 晶形 Ｓ— １
ＳＯ ，由尖 晶石 转变 为非 晶形 ＳＯ 和 原生 莫来 石开 ｉ： ｉ： 始 于前 面 步骤 的末 期 导 致 了相 对 收 缩 ．在 １３ ０Ｃ ４ ￣
的 圆 柱 体 试 样 。用 Ｓ Ｔ Ｒ Ｍ Ｌ ｂｙ 分 析 对 高 Ｅ Ａ Ａ ａ ｓｓ热 岭 土一 化 铝 和高 岭 土一 化 铝 氧 化 锆进 行 了动 氧 氧 态烧 结研究 。本 文还 研究 了按下 式克分 子 比例组 成 的高 岭土／ １ ３ ｒ ２ Ａ ： ／ Ｏ 复合 物 ： ＯＺ
通 过水 浸 方 法 测 量 其 体 积 密度 。 用 Ｘ一 线 衍 射 （ ｉｖｌ 法 ） 测 出 烧 成 试 样 中 呈 现 的 晶 相 。 本 文 发 现 ， 当添 射 Ｒｅ ｅ ｔ ｄ方
锆莫来石砖理化指标
锆莫来石砖理化指标
摘要：
一、锆莫来石砖的概述
二、锆莫来石砖的理化指标
1.锆莫来石砖的化学成分
2.锆莫来石砖的矿物组成
3.锆莫来石砖的物理性质
4.锆莫来石砖的工艺性能
三、锆莫来石砖的应用领域
四、锆莫来石砖的发展趋势
正文：
锆莫来石砖是一种以锆矿石和莫来石为原料，通过特殊工艺制成的耐火材料。
它具有良好的高温稳定性、化学稳定性和机械强度，被广泛应用于工业窑炉、高温炉膛等高温场合。
锆莫来石砖的理化指标包括化学成分、矿物组成、物理性质和工艺性能。
其中，化学成分主要包括氧化锆、氧化莫来石和其他氧化物；矿物组成主要是锆莫来石和玻璃相；物理性质包括密度、气孔率、吸水率、耐压强度等；工艺性能包括烧结性能、热震稳定性、抗侵蚀性等。
锆莫来石砖的应用领域非常广泛，包括钢铁、有色金属、玻璃、陶瓷、化工等行业。
在钢铁行业，锆莫来石砖可用于炉衬、炉底板、热风炉等部位；在有色金属行业，可用于反射炉、熔炼炉等；在玻璃行业，可用于玻璃窑炉、热
修炉等；在陶瓷行业，可用于隧道窑、梭式窑等；在化工行业，可用于催化剂载体、高温反应器等。
随着科技的进步和工业的发展，对锆莫来石砖的需求越来越大，对其性能的要求也越来越高。
因此，锆莫来石砖的发展趋势是提高其高温稳定性、化学稳定性、机械强度和抗侵蚀性能，以满足更广泛的应用需求。
氧化锆陶瓷性能分析解析
氧化锆陶瓷性能分析解析
摘要
氧化锆陶瓷具有优良的物理机械性能、耐腐蚀性能和高温热稳定性，
因此被广泛应用于航空航天、船舶、汽车、电子工业、化学工业、冶金和
电力等领域。
本文概括了氧化锆陶瓷的成分、结构特性以及其热物理、力
学和综合性能，以期获得更全面、全面、准确的理解和认知。
关键词：氧化锆；陶瓷；物理性能；力学性能；热物理性能。
1引言
氧化锆陶瓷是一种具有优良物理机械性能、耐腐蚀性能和高温热稳定
性的新型陶瓷材料。
由于其高强度、高硬度、低密度、耐腐蚀、耐磨损、
耐冲击和耐高温等特性，氧化锆陶瓷在航空航天、船舶、汽车、电子工业、化学工业、冶金和电力等领域得到了广泛应用。
它不仅可以用于构筑结构件、制造增强件、制造涂料改善合金，而且可用于制造抗击穿材料、密封
件和装饰陶瓷等。
本文旨在概括氧化锆陶瓷的成分、结构特性以及其热物理、力学和综
合性能，为其应用和发展提供基础性的理解。
2氧化锆陶瓷的成分与结构特性
2.1成分。
莫来石-磷酸锆复相陶瓷材料性能的研究
较 低 热 膨 胀 系 数 的莫 来 石 一 磷 酸 锆 复 相 陶 瓷 的 制备 方法 。 实 验 表 明： 莫来石一 磷 酸 锆 复 相 陶 瓷 能通 过 将 莫 来 石 粉 料 与 磷 酸 锆 粉 料 或 莫 来 石 粉 料 与 磷 酸 锆 生 料 粉按 不 同 质 量 比混 合 烧 结 制 备 ； 加
禁 凄
图 １在 １ ３ ５ ０ ％温 度 下 获 得 样 品 的 Ｘ Ｒ Ｄ图
烧 温度下保 温 １ ｈ获得 的样 品 ， 通 过 Ｘ衍 射分析 发现 ， 能
够合 成 出纯度 较高 的磷酸锆 粉体 。
图 ２为第 ８ 组 实验样 品的 Ｘ Ｒ Ｄ成份 分析 图。
表 ３ 添 加 含 量及 温度 对 莫 来 石 一 磷 酸 锆 实验 的影 响
准 备
按 照莫来 石和磷 酸锆不 同的 比例进行 实验 ，并 考虑
是 否添加 Ｍ ｇ Ｏ作为烧结助剂 。 在１ ３ ５ ０℃煅 烧温度下保 温
３ ｈ 。 其具体成 份及含量 如表 １ 所示 。 本文 以煅 烧温度 、 烧结助 剂的种类 及含 量为变 量 ， 做 三 因素二水平 的正交实验 ， 分别 如表 ２ 、 表 ３所示 。
成 混合 ， 加入适量 添加剂 ； 然后 于 １ ３ ５ ０℃下 保 温 ３ ｈ锻 烧
ｒ Ｏ 磨细， 按配 方称量 后 ， 将（ Ｎ Ｈ ） 磷 酸 锆 陶 瓷 材 料 是 一 种 新 型 的 低 膨 胀 材 料 ， 因 其 合 成莫来 石粉 体 。把 Ｚ Ｐ Ｏ 、 和 Ｋ Ｃ Ｏ ３ 加 入水 中搅 拌溶解倒 入 Ｚ ｒ Ｏ ： 充分 混合均 具 有优 良的热 学性 能 使 它 成 为人 们 关 注 的重 点 材 料 而 ：Ｈ 经干燥 以后装 入 Ａ１ ２ ０ 坩埚 中 ， 放人 电炉 中 ， 在 ２ ５ ０ ｏ Ｃ 加 以深 入 研究 【 ” 。 若 能制 备 出热 膨胀 系数 连续 可 调 的莫 匀 ， ｈ ；最 后在 １ ３ ５ ０ ｏ Ｃ 温度 下 中烧成 （ 保温 １ 来 石一 磷 酸 锆 复 相材 料 ， 则 可 以适 应 多种 条 件 使用 。通 温 度下保 温 １ ） ， 合成 磷酸锆粉 体圜 。 过 本 实验 的研 究 ，可 为 进 一 步研 究 不 同 离子 掺 杂 形 成 ｈ 的热膨胀系数连续变化的莫来石一 磷 酸锆 复 相 陶 瓷 做
氧化锆_莫来石纳米复相陶瓷的制备
第36卷第5期2005年10月 中南大学学报(自然科学版)J.C ENT.SOUTH UNIV.(SC IENCE AND TEC HNOLOGY)Vol.36 No 5Oct. 2005氧化锆 莫来石纳米复相陶瓷的制备谭小平,梁叔全,李少强,唐 艳(中南大学材料科学与工程学院,湖南长沙,410083)摘要:通过选择合适的SiO2 Al2O3 ZrO2(SA Z)配方和添加剂,在1620~1700熔成均匀的SAZ熔体,经超快速冷却凝固得到大块透明非晶体,再经二步热处理制得白色氧化锆 莫来石纳米复相陶瓷。
用差式扫描量热分析、X 射线衍射和扫描电镜等技术研究SA Z系非晶的原位受控晶化过程。
研究结果表明:在900~950时,SA Z系非晶中开始析出四方氧化锆(t Z rO2);在1000左右时,莫来石晶相开始形成;在1100时,晶化基本完全,其显微结构致密,粒子大小均匀,呈球状,平均粒径为20~50nm;当温度继续升高至1150时,有少量单斜氧化锆(m Zr O2)生成,这说明在1100~1150时,已有部分t Z rO2发生马氏体相变;当温度高达1250时,m ZrO2含量明显增加,还有堇青石相析出,其粒子迅速长大,到1350时少数莫来石晶体长度达5 m;加入添加剂T iO2,并未改变初晶相t ZrO2的形成,但显著降低了SAZ系非晶的晶化温度,促进其整体晶化。
关键词:SiO2 Al2O3 Zr O2系非晶;二步热处理;晶化行为中图分类号:T Q171文献标识码:A文章编号:1672 7207(2005)05 0790 05Preparation of ZrO2 mullite nano composite ceramicsTAN Xiao ping,LIANG Shu quan,LI Shao qiang,TANG Yan(Schoo l o f M aterials Science and Engineer ing,Centra l South U niversity,Changsha410083,China)Abstract:With the reasonable composition desig n of basic component SiO2 Al2O3 ZrO2(SAZ)and additions,the SAZ homog eneous melt w as prepared at16201700and then the transparent am orpho us bulk mater ial w as o btained after quenching.The bulk m aterial w as heat treated at 9001000for2h to nucleate and at11001200for1h to cry stallize,and then ZrO2-mullite nano composite cer am ics w ere pr epar ed.T he cr ystallization behaviors of SAZ amorphous bulk m aterials w ere investigated by differential scanning calo rim etry,X r ay diffractometry and scanning electron m icrosco py.The results sho w that the SAZ amor phous bulk materials star t de v itrifying at900950and t Zr O2phase fo rms first.With the temper ature up to1000,mul litizatio n appears and mullite becomes the m ajo r phase at1100.Abov e1100,a sm all am ount of t ZrO2chang es into m ZrO2,and the m ZrO2content is m ore than50%for the samples heat treated at1250w hen cordierite is fo rmed.T her e is no change of the crystal phase form ed first thr ough adding T iO2,w hich greatly decreases the crystallization temperature and prom otes the crystallization o f the SAZ amorphous bulk.And the sample heated at1100fo r1h show s very dense and hom ogeno us m icrostructure w ith the size of ball like grains of about2050nm. With the tem peratur e up to1350,the g rains grow quickly and some grow into platelike grains w ith a few grains of about5 m.Key words:SiO2 Al2O3 ZrO2am orpho us bulk;tw o step heat treatment;crystallization收稿日期:20050610基金项目:国家!863∀计划资助项目(2003AA332040)作者简介:谭小平(1975-),女,湖南邵东人,博士研究生,从事无机非金属材料研究论文联系人:谭小平,女,博士研究生;E m ail:tan xiaopin g_莫来石陶瓷具有优良的高温力学性能,它作为一种潜在的高温结构材料而倍受关注。
锆莫来石砖理化指标
锆莫来石砖理化指标
【最新版】
目录
1.锆莫来石砖概述
2.锆莫来石砖的理化指标
3.锆莫来石砖的应用领域
正文
锆莫来石砖是一种高科技新型陶瓷材料，它具有高硬度、高耐磨性、高耐火性等优点，广泛应用于建筑、化工、冶金等行业。
理化指标是衡量锆莫来石砖性能的重要标准，主要包括以下几个方面：
1.锆莫来石砖的硬度
锆莫来石砖具有高硬度，其摩氏硬度一般在 9.0 以上，这使得它在使用过程中具有很高的耐磨性，能够应对各种恶劣环境下的磨损。
2.锆莫来石砖的密度
锆莫来石砖的密度一般在 3.6-4.2g/cm之间，这个范围内的密度能够保证锆莫来石砖具有良好的耐火性，使其在高温环境下仍能保持稳定性能。
3.锆莫来石砖的热稳定性
锆莫来石砖的热稳定性主要体现在其耐高温性能上。
在 1200℃以上的高温环境下，锆莫来石砖仍能保持其结构和性能不变，因此在建筑、化工、冶金等行业中有着广泛的应用。
4.锆莫来石砖的抗侵蚀性
锆莫来石砖具有良好的抗侵蚀性，能够抵抗酸、碱等化学物质的侵蚀，使其在化工、冶金等行业中有着良好的应用前景。
综上所述，锆莫来石砖凭借其优异的理化指标，使其在建筑、化工、冶金等行业中具有广泛的应用前景。
多孔Al_2TiO_5-莫来石陶瓷的机械性能和热性能
入初 始悬 浮液 中 ， 在烧 结试 样 中获 得 莫 来 石 相 。试 验 测 得 了 纯 Ａ １ Ｔ ｉ Ｏ 及添加 了莫来石 的 Ａ １ Ｔ ｉ Ｏ 陶 瓷 试 样 的 热 膨
胀 系 数 和 热 滞 后 曲 线 。采 用 赫 兹 压 痕 法 在 强 制 负 荷 条件 下估 测 这 些 试 样 的 损 伤 特性 。通 过 印 压 负 荷 一位 移 曲 线 研
究 了 试 样 的 机 械性 能 。
关 键 词 ：Ａ １ ： Ｔ ｉ Ｏ ； 莫来石 ； 多孔陶瓷 ； 机械性能 中 图 分 类 号 ：Ｔ Ｑ １ ７ ５ ． ７ １ ２ ． １ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文 章编 号 ：１ ６ ７ ３ — ７ ７ ９ ２（ ２ ０ １ ７ ）０ ４ — ０ ０ ５ ８ — ０ ５
是把 Ｔ ｉ Ｏ 悬 浮 液 以等 克 分 子 的 浓 度 加 入 局 部 浸 润 的 Ａ １ Ｏ 胶 质 悬 浮 液 中 。Ａ ｌ ： Ｏ ， 悬 浮 液 和 同 样 经过 均质 化 和 球 磨 处
理的 Ｓ ｉ Ｏ 水悬浮液 ， 以３ ： ２的 摩 尔 比 混 合 在 一 起 生成 二 次 悬 浮 液 。然 后 分 别 以 １ ０ ％、 ２ ０ ％、 ３ ０ ％和 ５ ０ ％ 的体 积 比 加
Ｗｍ Ｋ ） 、 熔 点高 （ １ ８ ６ ０ ￣ Ｃ±１ ０ ℃） 、 杨 氏 模 量 低 （ １ ０ ～ ２ ０ Ｇ Ｐ ａ ） ， 是适 用 于 高温 环 境 的优 质 耐 火材 料 。
另外 ， 它还具 有抗 热 震 性 好 、 耐火度高、 抗 腐 蚀 性好
等优点， 可 用 于柴 油 颗粒 过 滤 器 （ Ｄ Ｐ Ｆ ） 及 熔 融 金属
机 械发 泡把 空气 加入 浓 胶 质 悬 浮 液 中 ， 干 燥烧 结 后
锆英石原位合成氧化锆——莫来石复相材料的研究
（ｃ ｏ ｌ ｆ ｔ ｉ ｓ ｃｅ ｃ ｄＥ ｇｎ ｅｉｇＣ ｉａ ｉｅｓｙｏ Ｇｅｓｉ ｃｓＢ ｉｎ ）Ｂ ｉｎ ０ ０ ３ Ｃ ｉａ Ｓ ｈ ｏ Ｍａｅ ａ ｉｎ ｅ ｎ ｎ ｉｅｒ ， ｈｎ ｖｒｉ ｆ ０ ｃ ｎ ｅ（ ｅ ｉｇ， ｅ ｉｇ１０ ８ ， ｈｎ） ｏ ｒ ｌＳ ａ ｎ Ｕｎ ｔ ｅ ｊ ｊ
ｉ１ ０ Ｓ ０℃ ａ ｄｍａｏｉｅ ｌｍｉｉｍ ｘｄ ｏ ｒｅｉ ． ， ． ６ ｎ ｉｒｚ ｄａｕ ｎｕ ｏ ｉｅｓ ｕ ｃ Ｓ ＡＩ ０
Ｋ ｅ ｒ ｓ ｚｒ ｏ ； ｎ ｓｔ ａ ｔ ｄ ｓｎ ｅ ｉ ｇ ｚｒ ｏ ｉ— ｌ ｔ ｏ ｏ ｉ ｓ ｙ ｗｏ ｄ ： ｉ ｎ ｉ —ｉ ｒ ｃ ｅ ．ｉ ｔ ｒ ； ｉ ｎ ａ ｍｕ ｌ ｅ ｃ ｍｐ ｓ ｅ ｃ ｕ ｅ ｎ ｃ ｉ ｔ
Ａ１ ３ ， ２ ３ ｎ ｌ ２ ，｝ ＡＩ ｄａ （ Ｏ 一 Ｏ ａ ＯＨ） ａ ｅｍａ ｗ ｔ ｉｌ ｂ —ｉ ａ ｔｄｓ ｔｒ ｇ 丁 ｅ ｆ ｃ ｏ ｎｈ ｓｚ ｇｔ ｅａｕｅａ ｄ ３ ｓ ｈ ｉ ｒ ｍａｅ ａｓ ｙｉ ｓｔ ｒ ｃｅ —ｉ ｅｉ ． ｈ ｆ ｔ ｆ ｙ ｔｅｉｉ ｍｐ ｒｔｒ ｎ ｔ ｎａ ｒ ｎ ｕｅ ｎ ｎ ｅ ｅ ｓ ｎ ｅ
Ｓ Ｍ和Ｅ Ｓ Ｅ Ｄ 等手段研 究了合成温度 、铝源种类对 氧化锆一莫 来石复相材料 物相 组成 、显微 形貌和性能 的影 响 ，探讨 了锆英 石和不 同铝源之 间原 位反应合成 氧化锆一 莫来石 复相材料 的烧 结机制 。结果表 明 ：原位反 应合成氧化锆一莫来 石复相材料 的优 化反应温 度为 ｌ ０ ℃，优化氧化 铝源为 口－Ａ１ ０ ６ ： ，可获得高 致密度 的氧化 锆一 莫来石复相材 料。 ０ 【 关键词 】锆 英石 ；原位合成 ；氧化锆一莫来石 复相材料
利用机械力化学效应制备锆莫来石
②物理化学性质的变化。材料在粉碎过程中，机 械力还可以诱发颗粒一系列的物理化学性质的变 化。如分散度、溶解度、溶解速率、吸附、离子 交换和置换能力、密度、电性等变化。粉碎过程 中，随着颗粒的细化其表面积增大，这一比表面 积实际上表征着体系的分散度。经过一定时间的 粉碎之后，颗粒表面出现不饱和的力场及带电的 结构单元，使颗粒处于不稳定的高能状态。因此 在比较弱的引力作用下，颗粒间就产生团聚，使 颗粒变粗。即颗粒的细化过程与团聚过程是可逆 的，当二者达到平衡时颗粒尺寸变化就不大了。 ③机械力化学反应。这些反应包括气-固相间、 液-固相间、固-固相间的机械化学反应。
（3）球料比。球料比决定了球磨过程中磨球对粉体所施加的机 械撞击力是否足够引起晶粒的破碎和细化。一般来说，球料比 越大，磨球碰撞的几率也越大，使得在单位时间和单位体积内 粉末可吸收的机械能越多，相应地达到同等球墨效果的球磨时 间也就越短。 （4）球磨气氛。高能球磨过程中，粉末粒子急剧变小，产生大 量的新鲜原子级表面。为了防止空气对粉体的污染，一般需要 对球磨罐抽出真空并充入惰性保护气体。但有时为了特殊的目 的，也需要在特殊的气体环境下研磨。 （5）过程控制剂。在高能球磨过程中一般需要添加适量的过程 控制剂（PCA如甲醛、苯等），以抑制反应物组元间的过分冷 焊。PCA能够降低粉末颗粒发生断裂所需要的能量，更有利于 粒子的细化，促进组织的细化过程。过程控制剂可以明显提高 出粉率，改善合金粉末的均匀性。 （6）球磨过程中的温升。温度的高低直接影响着固溶度的范围 以及能付形成纳米晶、准晶和非晶等亚稳定化合物。一般情况 下，在球磨过程中，高温条件下材料的平均应力降低，而颗粒 尺寸则会变大，固溶度亦会随着球磨温度的升高而降低。（参 考：肖军.高能球磨法及其在纳米晶磁性材料制备中的应用。
莫来石-氧化锆-硅-碳系统的合成和性能
莫来石-氧化锆-硅-碳系统的合成和性能
杨平
【期刊名称】《耐火与石灰》
【年(卷),期】2006(031)003
【摘要】以不同比例的碳化硅合成物为基础的莫来石-氧化锆-碳化硅,由像锆粉末、硅线石粉末、氢氧化铝凝胶、铝粉和碳化硅颗粒初级粒子材料相互作用生产而成.
这些材料混练后成型,在1450℃、1550℃和1650℃的温度下烧结.观察了烧结收缩、体积密度、显气孔率和比重.通过扫描式电子显微镜和X射线检验来研究烧结
物的显微结构和相的发展.人们发现莫来石结晶的相关比例和生长与碳化硅含量和
烧结温度有关.
【总页数】5页(P28-32)
【作者】杨平
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】TQ17
【相关文献】
1.氧化钙对锆石和硅线石海滩砂反应烧结制备莫来石-氧化锆复合材料热力性能的
影响 [J], P KUMAR;M NATH;A GHOSH;H S TRIPATHI
2.莫来石和莫来石-氧化锆复合材料的晶相转变和烧结性能 [J], 张燕（编译）;杨杨（校）
3.氧化锆的水热合成及氧化锆—莫来石复合材料的制备 [J], 宋锦华
4.氧化钙对锆石和硅线石海滩砂反应烧结制备莫来石-氧化锆复合材料热力性能的影响（英文） [J], P.KUMAR;M.NATH;A.GHOSH;H.S.TRIPATHI;
5.氧化钙对锆石和硅线石海滩砂反应烧结制备莫来石-氧化锆复合材料热力性能的影响 [J], P.KUMAR;M.NATH;A.GHOSH;H.S.TRIPATHI;
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锆刚玉莫来石砖的导热系数
锆刚玉莫来石砖的导热系数
锆刚玉莫来石砖的导热系数都比较高，可以被用作高温环境下的保护材料或者热工装备。
这是由于它们的晶体结构都具有高度有序的空间排列，从而使热能以较高的速度在其中传递。
下面将简单介绍这些材料的导热性能。
锆刚玉是由氧化锆和氧化铝组成的陶瓷材料，锆刚玉砖的导热系数一般在25-30 W/mK左右。
由于其高硬度、高耐磨性和高温稳定性，锆刚玉砖被广泛应用于高温环境下的磨损保护和耐火材料等领域。
莫来石是一种属于硅酸盐矿物的石英变种，其化学式为Al2SiO5。
莫来石砖的导热系数一般在15-20 W/mK左右。
莫来石具有高度有序的晶体结构，因此具有较高的热导率和较好的热稳定性，被广泛应用于高温炉窑、陶瓷行业等领域。
锆刚玉莫来石砖的导热系数的高低还受到多种因素的影响，例如材料的密度、晶粒大小、材料的纯度等。
因此，在选择材料时需要综合考虑其导热系数以及其他性能指标来确定最终使用效果。
总之，锆刚玉和莫来石砖两者的导热系数都较高，可用于高温环境下
进行保护和热工装备。
由于这两种材料的化学成分纯度较高，使用过程中比较稳定，所以具有一定的应用潜力。
莫来石_氧化锆和尖晶石_氧化锆复合材料的制备及性能
图2 氧化后试样的剖面从上面的试验结果可以看出,粒度为26~30n m 的炭黑最利于滑板的生产,制成试样的综合性能最优。
2.4 应用根据上述试验结果,添加一定比例的粒度为26 ~30nm的炭黑制成铝锆碳滑板,并在鞍钢第二炼钢厂北区200t连铸钢包上进行了现场使用试验。
结果表明,该铝锆碳滑板使用效果很好,使用寿命比传统铝锆碳滑板提高1次。
3 结语(1)炭黑加入量在合适的范围内时,其粒度不影响试样的成型;炭黑加入量过多会造成成型困难,砖坯的体积密度无法保证。
(2)当炭黑加入量低于一定值时,即使提高烧成温度也不会有裂纹发生;若炭黑加入量过多,在1450 烧成后就出现裂纹。
(3)添加粒度为20~25nm炭黑的试样的抗氧化性明显低于其他试样的。
(4)根据本试验的结果生产的新型铝锆碳滑板在鞍钢第二炼钢厂北区200t连铸钢包上使用效果很好,使用寿命比传统铝锆碳滑板提高1次。
研究动态莫来石-氧化锆和尖晶石-氧化锆复合材料的制备及性能埃及的研究人员制备莫来石-氧化锆和尖晶石-氧化锆复合材料。
他们首先利用煅烧铝矾土(w(A l2O3)=86.0%,w(S i O2)=6.7%)和硅灰(w(S i O2)=94.29%)在1400~1500 下煅烧得到莫来石,利用镁砂(w(M gO)=99.5%)和烧结氧化铝(w(A l2O3)=99.6%)在1500 下煅烧制备出了尖晶石;然后将制备出的莫来石和尖晶石分别与等物质的量的氧化锆细粉(w(Z r O2)>98%)混合,混合料在100M Pa下压制成型后于110 干燥,再分别于1400 、1450 、1500 、1550 和1600 热处理2h,制备出了莫来石-氧化锆和尖晶石-氧化锆复合材料,并研究了复合材料的物理性能和显微结构。
试验结果如下:(1)经1600 烧成后,莫来石-氧化锆复合材料中有莫来石和单斜氧化锆,尖晶石-氧化锆复合材料中为尖晶石和单斜氧化锆。
(2)随着烧成温度的提高,两种材料的体积密度均增大,显气孔率均降低。
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《陶瓷学报》 JOURNAL OF CERAMICS
Vol. 31, No. 4 Dec. 2010
文章编号：1000- 2278（2010）04- 0601- 06
氧化锆 - 莫来石复合材料的机械性能和热性能
陈 诚 陈 涵 薛海峰 郭露村
（南京工业大学材料科学与工程学院，江苏 南京 210009）
《陶瓷学报》2010 年第 4 期
表 1 原料的化学成分(wt.%) Tab.1 Chemical composition of raw materials(wt.%)
ZrO2
Al2O3
SiO2
Fe2O3
R2O
Mullite
-
75.3
24.08
0.05
0.18
ZrO2
99.5
-
0.02
0.01
-
RO
4 结论
605
《陶瓷学报》2010 年第 4 期
表 3 试样从 25℃到 800℃范围内的热膨胀系数 Tab.3 Thermal expansion coefficients of the samples in the range from 25℃ to 800℃
N1
N2
N3
N4
N5
N6
N7
N8
CTE（×10- 6·K- 1）
ZrO2 的方法制备氧化锆 - 莫来石复合材料，并对与 材料抗热震性关系紧密的断裂韧性和热膨胀系数方 面，探讨了 ZrO2 的添加对莫来石陶瓷材料烧结特性 与性能的影响。
2 实验
2.1 样品制备 实验原料包括：亚微米级电熔莫来石微粉（开封
使用普遍的方法是向其中添加 SiC 和 ZrO2。添加 SiC 的莫来石陶瓷室温抗弯强度和断裂韧性可以分别达 到 240~360MPa 和 2.9~4.6 MPa·m1/2[2]。由于 SiC 的加 入不利于莫来石陶瓷的烧结，因此通常要在热压的条 件下才能得到致密的莫来石陶瓷。有关 ZrO2 增韧莫 来石陶瓷研究报道较多，ZrO2 增韧莫来石陶瓷材料 的室温强度和韧性分别可达 270~500MPa 和 3.2~5.2 MPa·m1/2[3- 4]。然而，目前的 ZrO2 增韧莫来石陶瓷的方 法主要是前驱体反应烧结，这种工艺对于粉体特性较
特耐股份有限公司），亚微米级氧化锆微粉（景德镇市 鑫达新材料有限责任公司）。两者的化学成分如表 1 所示。
试验设计如表 2 所示。向电熔莫来石中按不同 比例加入 ZrO2 粉末，经湿式球磨 8h 之后，加入 5wt% 的 PVA 造粒，在 150MPa 下干压成型，分别在 1550℃、 1600℃下无压烧结 2 小时，制得试样。 2.2 测试与表征
603
《陶瓷学报》2010 年第 4 期
它们的相对密度超过了 1600℃下同样含量的试样 （N7、N8）。同时还可以看出，当温度提高到 1600℃以 后，ZrO2 的继续加入对试样的烧结性能影响变小。 3.3 机械强度
图 4 是在 1550℃和 1600℃下，ZrO2 含量对试样 抗弯强度的影响。从图中可以看出，在 1550℃下， ZrO2 的添加对试样抗弯强度（σ）有明显的线性提升 作 用 ， 添 加 20wt% ZrO2 试 样 σ 达 到 了 最 高 值 268.23MPa。但是，从 1600℃开始，试样的 σ 反而随 着 ZrO2 添加量的增加而减小。这种趋势与两个温度 下烧成试样相对密度的走势图相同，说明试样的抗弯 强度与烧结情况有关系，烧结最致密的试样，其抗弯 强度也最高。
差别较大，即使相似的研究，其结果也会出现较大的
1 引言
差异。 本文以电熔莫来石为主要原料，通过直接添加
莫来石陶瓷是一种非常重要的工业耐火材料。 它具有很多优良的特性，如耐高温性，较高的高温强 度和抗蠕变性，热膨胀系数低，化学稳定性好以及不 错的抗热冲击性。此外，由于它具有良好的介电性能， 因此在电子产业上也具有广泛的应用。但是，单独的 莫来石陶瓷材料很难烧结致密，且强度和韧性均较 低，分别约为 160~200MPa 和 2.0MPa·m1/2[1]，这使得 莫来石应用受到了限制。为此采用了一系列方法促 进莫来石陶瓷烧结以提高材料的机械和热性能，其中
Na2O
Cl-
0.28
-
-
-
0.005
0.04
602
H2O 0.5
Samples N1 N2 N3 N4 N5 N6 N7 N8
表 2 试验设计 Tab.2 Experiment design
ZrO2 /wt.% 5 10 15 20 5 10 15 20
Mullite/wt.% 95 90 85 80 95 90 85 80
摘要 以 ZrO2 和电熔莫来石为主要原料，制备出了氧化锆 - 莫来石复合材料。研究了不同温度下 ZrO2 添加量对莫来石陶瓷的抗弯 强度（σ）、断裂韧性（KIC）和热膨胀系数（CTE）的影响。结果发现，ZrO2 的加入促进了莫来石陶瓷的烧结。1550℃下添加 20wt% ZrO2 的试样的 σ 和 KIC 最高分别达到 268.23MPa 和 4.05MPa·m1/2，针状莫来石晶体交错排布以及亚微米级 ZrO2 颗粒的钉扎作用 是材料强度和韧性提高的主要原因。材料的线性热膨胀系数随着 ZrO2 添加量的增加而增大。 关键词 莫来石，氧化锆，增强增韧，热膨胀系数 中图分类号：TQ174.75 文献标识码：A
的 ZrO2 相主要是由四方相和单斜相 ZrO2 组成。 3.2 烧结性能
不同温度下不同含量 ZrO2 的莫来石陶瓷的显气 孔率和相对密度如图 2、图 3 所示。显气孔率随着 ZrO2 含量的提高而降低，在 1550℃下烧成的试样相 对密度随着 ZrO2 含量的提高而增大，但是在 1600℃ 下烧成的试样情况却相反。在 1550℃下烧成的试样 从 ZrO2 添加量为 15wt%处开始显气孔率≤1%，并且
图 6 是试样 N1、N4、N5 和 N8 的断口显微结构 图。图 a 和 b 中清晰的堆积着针状的莫来石晶体，这 些针状晶体数量较多，形成交织的网状，晶体立体感 好，晶界明显。同时 b 中的莫来石针状晶体分布最均
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匀细小，长径比更大。图中“1”是发育完整、正常长大 的亚微米级 ZrO2 颗粒；“2”是亚微米 ZrO2 颗粒分布 在莫来石针状晶体晶界处。可以看到图 a 中的 ZrO2 颗粒远少于图 b。ZrO2 颗粒均匀分布莫来石基体中， 在莫来石晶粒生长的过程中由于 ZrO2 颗粒强烈的 “钉扎效应”阻碍了晶界的移动，限制了基体晶粒的生 长，起到细化晶粒的作用，当裂纹扩展遇到 ZrO2 颗粒 时，由于“钉扎效应”可以使裂纹偏转吸收大量能量， 有利于材料力学性能的提高。同时有的 ZrO2 颗粒被 包到晶胞内部生长，由于 ZrO2 和基体晶粒弹性失配 和热膨胀失配使莫来石晶粒晶界处产生微裂纹,裂纹 扩展时可以诱发穿晶断裂[9]。图 a 和 b 中大部分的亚 微米 ZrO2 颗粒分布在晶界处，晶胞内部的 ZrO2 颗粒 很少，说明材料的断裂方式主要以沿晶断裂为主，穿 晶断裂较少。图 c 和 d 分别是试样 N5 和 N8 的断口 SEM 图。可以看出图 c 断口为明显的穿晶断裂，晶体 晶界不明显，图 d 中莫来石针状晶被一层玻璃相所覆 盖，只能隐约的看到针状晶体分布在玻璃层下，这可 能是由于试样 N8 的烧成温度过高，使得试样中部分 生成了非晶相。这些非晶相与莫来石晶粒结合的并不 紧密，“3”处就是其存在的闭合气孔。
烧结样的体积密度和显气孔率采用阿基米德排
为敏感，特别是不同天然锆英石粉在组成、强度方面 水法测定。利用 X 射线衍射分析仪 （XRD, D/max-
收稿日期：2010- 08- 04 基金项目：江苏省科技支撑计划项目（编号：BE2009169） 通讯联系人：郭露村，E- mail:lc- guo@
热膨胀系数（CTE）是衡量材料热稳定性能的一 个指标。热膨胀 性 低 的 材 料 在 高 温 下 反复膨胀和收 缩后不容易出现缺陷和裂纹从而影响到材料的机械 性能。因此热膨胀系数是材料物理性能的一个重要参 数指标。ZrO2 的添加对莫来石热膨胀系数的影响如 图 7 和 8 所示。可以看出，试样的热膨胀曲线随温度 升高基本呈线性增长的关系。ZrO2 的加入提高了试 样的整体热膨胀系数（表 3）。随着 ZrO2 添加量的增 加，试样热膨胀系数也在增大。这是由于 ZrO2 自身的 热膨胀系数远大于莫来石基体材料的热膨胀系数，当 材料是由两种以上热膨胀系数不同的材料复合而成 时，复合材料的热膨胀曲线基本符合特纳曲线分布规 律[10]。例如 ZrO2 加入堇青石中时引起热膨胀系数的 增大[11-13]。N1 和 N2 的热膨胀系数较之 1600℃下同 等 ZrO2 含量的试样小了 0.5 左右，这是由于这两个 试样本身较大的气孔率给材料热膨胀时提供了空间。 在试样烧结率较高的情况下，试样的热膨胀系数差距 并不大。
从图 6 中看出，1550℃下烧成的试样中，莫来石 针状晶体的交错密集排布以及亚微米级 ZrO2 钉扎效 应导致的穿晶断裂和沿晶断裂等消耗了大量的断裂 能、缓和裂纹尖端应力，使材料强度和韧性得以提高。
而 1600℃下，试样断裂的主要方式为穿晶断裂，同时 试样中存在着一定量的非晶相和闭合气孔，使得材料 的烧结性能与机械性能受到了影响。 3.4 热性能
图 5 是分别在 1550℃和 1600℃下，试样断裂韧
性与 ZrO2 添加量的关系曲线。从图中可以看出试样 的 KIC 基本随着 ZrO2 添加量的增加而呈线性上升。 前文中 XRD 分 析 可 以 看 出 随 着 ZrO2 添 加 量的增 加，试样中的四方相 ZrO2 含量增多，四方相 ZrO2 在材料中可以起到 应 力 诱 导 相 变 增 韧 的 作用[8]。在 1550℃ 下 添 加 20wt% ZrO2 的 试 样 KI C 最 高 达 到 了 4.05 MPa·m1/2。但是在 1600℃下添加 20wt% ZrO2 的 试 样 的 KIC 却 比 前 面 有所下降，这可能与 1600℃ 下 添 加 20wt% ZrO2 的 试 样 相 对 密 度 下 降 到 90% 左6.78