实验三材料烧结实验 1.实验目的与任务 (1)掌握试样制备过程(物料的混合、成型、干燥、烧成) (2)加深对烧结、液相烧结概念的理解。 3)掌握与烧结相关实验现象。 (4)掌握材料气孔率、体积密度的测试方法 (5)掌握体系组分数对烧结的影响。 2.实验仪器和原料 2.1仪器 LP1002型电子天平、QM-A轻型球磨机、YA71-45A型液压机、101型电热鼓风干燥箱、 XZwL-13-8Y型中温实验炉、实验室自制高温实验炉、气孔率体积密度测量仪、游标卡尺。 2.2原料: 一级高铝骨料和细粉、钾长石细粉 3.实验内容和实验步骤 3.1实验内容 (1)试样的成型与烧结 (2)试样尺寸变化测量 (3)试样体积密度和气孔率测量 3.2实验步骤 (1)坯料制备 1配料计算 所需试样个数:9个,其中3个为一组,共制备3组试样 其中1组试样由高铝料组成,另外两组颗粒料为高铝骨料,细粉用钾长石取代部分高铝 细粉,钾长石为两个引入量,分别对应另外2组试样。 按二级配料进行配料,配料比为颗粒料:细粉=65:35 试样压制成Φ36×36m,试样体积密度按2.5g/cm3估算,根据试样的体积和体积密度 计算每组试样所需物料量。为了增加坯体的强度在细粉中外加2%白糊精。 ②配料 根据计算结果称量好各种物料,在样品盘中首先加入颗粒料,然后加入5%水,进行搅 拌至均匀,然后加入细粉进行搅拌,直至不再发现白颗粒为止。将搅拌好的物料装入塑料袋 中备用。 (2)成型 成型在液压机上进行,根据试样尺寸计算每个试样所需质量,成型压力1215kN 成型时首先将模具清理干净,将模套和垫片至于压机下垫板上,把称量好的坯料倒入 模具,插入上压杆进行加压,加压时应掌握先轻后重,以免产生层裂,达到最大压力时保压 3分钟;然后将模具倒置加上脱模器脱模,将成型好的试样放入试样盘,每组试样成型3个, 每组学生成型3组,计9个。 将试样放入烘箱进行烘干,烘干时掌握先低温后高温,以免试样干燥开裂,干燥完毕 测量试样尺寸,并做好标记,以备烧成后测量烧成后尺寸
(3)烧成 试样烧成在髙温电阻炉中进行,烧成温度1400℃~,保温3小时。升温过程中低温阶段 升温速度要慢,大于600℃升温速率可以较高,可达20℃/min。达到1400℃,保温3小时 然后自然冷却,待冷却至低于100℃方可出炉。 (4)烧成试样尺寸测量 等试样冷却至室温进行试样尺寸测量。根据原有标记进行烧成后试样尺寸测量,对试 样高度和直径进行测量,并进行记 (5)气孔率和体积密度测量 测试烧后试样的气孔率、体积密度,测试采用阿基米德法在专用设备上进行测试。分 别测试试样的干重、湿重和悬浮重。 显气孔率不仅反映材料的致密程度,而且反映其制造工艺是否合理,是评定耐火制品 的一项重要指标。吸水率则用来评定原料烧结程度的好坏。体积密度表示制品的密实程度, 在生产中用来评定坯体的质量和计算重量。按下面公式可分别得到试样的显气孔率、吸水率 和体积密度 显气孔率P(%)=m3=n1×100 吸水率H(%)="=n1×100% 体积密度D(g/cm3) 式中:D1一浸渍液体的密度,此处为水,取D1=1g/cm3即可 m-试样干重,g m2一试样悬浮重,g 试样湿重 5.实验报告要求 (1)试样制备 试样的配料、干燥、成型和烧成过程制备步骤 (2)试样体积密度测试过程与数据计算 试样体积密度、气孔率测量过程及数据处理 (3)实验结果分析与讨论 (4)实验收获与体会 6.思考题 (1)烧结概念与烧结相关现象。 2)液相烧结与液相烧结致密化机理。 (3)毛细现象。 (4)42O3-SO2-K2O相图,K2O含量对液相量的影响