Огнеупоры из диоксида циркония для металлургии

• Автор: Сакулина, Ирина Владимировна
• Шифр специальности: 05.17.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 162 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ.

1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР.

1.1 Характеристика свойств диоксида циркония

1.2 Полиморфизм диоксида циркония.

1.3 Стабилизация высокотемпературной модификации ТО.

1.3.1 Устойчивость кубических твердых растворов на основе Ъх к длительному термическому воздействию.

1.3.2 Система Ъх М0.

1.3.3 Система Ъг Уз

1.3.4 Система Тх 0 У3.

1.3.5 Система Ъх Еи3.

1.3.6 Система ТхО Ш

1.4 Влияние вида стабилизирующий добавки и режима стабилизации кубического 2Ю2 на технические свойства огнеупоров
1.5 Фазовые преобразования в системах 2Ю2 стабилизирующий оксид А М0, БЮ2, Ре3.
1.6 Выводы и обоснование программы экспериментальных исследований
2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.
2.1 Методы исследований и испытаний.
2.2 Характеристика исходных материалов и подготовка их к исследованию
2.3 Фазовые преобразования в системах 0 А, БЮ
2.3.1 Композиции циркониево магниевый материал М0 А, БСЬ, МКС.
2.3.2 Композиции циркониево европиевый материал МйО А, БЮ2.
2.3.3 Композиции циркониево неодимовый материал М0 А, БЮ2.
2.3.4 Изменение свойств образцов из ЪхОъ стабилизированного мол. в присутствии М0 А0з, 8Ю2 после обжига при С.
2.3.5 Изменение свойств образцов из 2Ю2, стабилизированного Еиз, в присутствии МО А0з, 8Ю2 после обжига при С
2.3.6 Изменение свойств образцов из , стабилизированного Ыс0з, в присутствии Л0з, 8Ю2 после обжига при С.
2.4 Об устойчивости диоксида циркония к воздействию металлургических шлаков и их компонентов
2.4.1 Композиции кубический x Рез.
2.4.2 Композиции частично стабилизированный 2Ю2Рез.
2.4.3 Композиции частично стабилизированный x 8Ю
2.4.4 Композиции частично стабилизированный 2Ю2
металлургические шлаки
2.4.5 Об изменении показателей спекания и прочности изделий из частично стабилизированного 7Ю2 в присутствии металлургических шлаков и их отдельных компонентов после воздействия высоких температур
2.5 Об изменении фазового состава и свойств изделий из частично стабилизированного Ъх в присутствии металлургических шлаков и их отдельных компонентов после длительного воздействия температуры С.
2.6 Физико химические и технологические параметры изготовления плотных изделий стаканов дозаторов для непрерывной разливки
ВЫВОДЫ.
Список литературы


Уникальные электрические свойства диоксида циркония и особенно твердых растворов на его основе обусловлены типом кристаллической решетки. Пространственная геометрия структуры флюорита позволяет анионам мигрировать по пустотам катионных тетраэдров. В связи с тем, что размер катиона циркония наименьший из всех металлов, оксиды которых имеют структуру флюорита за исключением, повидимому, В0з, имеет высокую электропроводность, характеризующуюся числом переноса ионов кислорода, близким к единице . В литературе имеются работы , авторы которых пытались увязать электропроводность кубических твердых растворов с размером катиона добавки или его средним катионным радиусом. Весьма перспективным является использование многокомпонентных твердых растворов на основе в целях создания материала, обладающего оптимальным сочетанием высокой электропроводности и стабильности фазового состава , . По данным Самсонова 8 предел прочности при сжатии керамики из , полученной по традиционной технологии, имеет следующие значения при С МПа, С МПа, С МПа. Вместе с тем имеющиеся в справочной литературе данные по прочности и термостойкости изделий из должны быть коренным образом пересмотрены в связи с разработкой в последние годы керамики из частично стабилизированного диоксида циркония с высокой ударной вязкостью . На рис. СаО от температуры термообработки в области эвтектоидного распада твердого раствора . Прочность и термическая стойкость, ударная вязкость и энергия разрушения такой керамики имеют более высокое значение, чем, например, приведенные в работах 7, 8,. В году Руфф и Эберт установили, что существующий до ГС моноклинный диоксид циркония при более высокой температуре превращается в тетрагональную форму. Позднее при температурах выше С у было доказано существование кубической формы, принадлежащей к структурному типу флюорита. Все отмеченные кристаллические формы диоксида циркония при определенных температурах обратимо превращаются одна в другую. Для моноклинно тетрагонального превращения характерно несовпадение температурных интервалов прямого и обратного перехода, т. Разница этих температурных интервалов составляет, примерно, 0С. По данным различных исследователей температурные параметры гистерезисной петли колеблются в довольно широких интервалах. Это обусловлено влиянием примесей , , в том числе НЮ2 , , условиями получения пробы, термической предысторией образца , структурными дефектами , а также методом исследования . Многими экспериментами доказано, что моноклинно тетрагональное превращение является бездиффузионным мартенситным , , т. НЮ2, полиморфное превращение в которых при высоких температурах протекает с участием диффузии . Возникновению напряжений способствует и анизотропия термического расширения моноклинной фазы , усиливающаяся вблизи моноклинно тетрагонального превращения. Поскольку значения напряжений существенно зависят от размеров зерна, то изменение скорости превращения в зависимости от термической предыстории образца определяется степенью рекристаллизации материала, протекающей в процессе нагревания диоксид циркония довольно интенсивно рекристаллизуется при температуре выше С . По данным работы , предварительный размол понижает температуру моноклинно тетрагонального превращения, а действие ударной волны повышает ее. При температурах выше С для 2 характерен также тетрагонально кубический переход. Превращение тетрагонального в кубический происходит в интервале С, с минимальным гистерезисом в С. Наличие узкого гистерезиса позволяет полагать, что это превращение не связано с существенной перестройкой структуры, а происходит за счет незначительного перемещения атомов в решетке . Плотность кубической модификации равна 6, гсм3 . С целью получения качественных циркониевых огнеупоров диоксид циркония стабилизируют переводом его в относительно устойчивую высокотемпературную модификацию путем введения добавок структурно близких к нему оксидов, образующих устойчивые твердые растворы с кристаллической структурой типа флюорита или пирохлора. В качестве стабилизирующих добавок используют следующие оксиды , , 3, Се, Еиз, 3, , и др.