添加ZrO_2对CaAl_4O_7材料烧结的影响

【摘要】：为适应材料轻量化的发展需要,以铝土矿、石灰石粉末为主要原料,将其经1 200℃一步预烧2 h、1 600℃二步烧结1 h后,制备了CA_2材料,并考察了添加ZrO_2对该材料烧结行为的影响。结果表明,添加的ZrO_2中的Zr~(4+)通过取代Al~(3+)固溶入CA_2相中,有效地促进了CA_2相的晶格畸变、增加了Al~(3+)空位,进而有效地提高CA_2相的烧结活性,加快了烧结过程中的晶间混淆和晶间扩散,从而有效地促进了CA_2相的烧结,同时过量添加的ZrO_2相可进一步填塞气孔,促进CA_2耐火材料的烧结致密化。基于以上因素共同作用,CA_2材料的烧结致密化行为被有效促进。当ZrO_2的添加量为2%时,试样的气孔率由未添加时的12.7%下降至4.8%,体积密度由未添加时的2.51 g/cm~3上升至2.63 g/cm~3,可制得CA_2晶相呈交织分布、显微结构致密的CA_2材料。