Al2O3亚微米粉外加量对分层挤出打印Al2O3-SiO2质耐火材料性能的影响

作     者：于振飞 杨道媛 原会雨 崔俊艳 邵刚 Yu Zhenfei;Yang Daoyuan;Yuan Huiyu;Cui Junyan;Shao Gang

作者机构：郑州大学材料科学与工程学院河南郑州450001 

出 版 物：《耐火材料》 (Refractories)

年 卷 期：2020年第54卷第6期

页      面：488-492页

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

基　　金：国家重点研发专项项目(2017YFB0310701) 河南省科技创新杰出人才基金项目(17420051001) 郑州市“智汇郑州”急需紧缺人才基金(第二批) 郑州市重大专项(2019CXZX0066) 河南省教育厅重点项目教高740号资助项目 

主　　题：3D打印 分层挤出打印 Al2O3-SiO2质耐火材料 强度 荷重软化温度 抗渣性 

摘      要：为了获得性能更优的分层挤出打印Al2O3-SiO2质耐火材料,以α-Al2O3超细粉、硅灰、磷酸二氢铝、六偏磷酸钠为主要原料制备的固相体积分数为57%的水基浆料中外加不同量(外加质量分数分别为0、2%、4%、6%、8%和10%)的Al2O3亚微米粉,研究了Al2O3微粉外加量对浆料流变特性以及烧后试样致密度、烧后线变化、常温强度、荷重软化温度和抗渣性能的影响。结果表明:1)随着Al2O3亚微米粉外加量的增加,浆料的黏度和切应力增大;浆料均表现出有利于分层挤出成型的假塑性行为,剪切屈服应力在打印机的允许范围内。浆料的流动指数小于1,添加6%(w)的Al2O3亚微米粉时流动指数最大,打印试样的表面质量最好。2)随着Al2O3亚微米粉外加量的增加,试样的线收缩率和显气孔率呈先减小后增大的变化趋势,体积密度、常温耐压强度、常温抗折强度、荷重软化温度和抗渣性则呈先增大后减小的变化趋势;除常温耐压强度的拐点在Al2O3亚微米粉外加量为4%(w)处外,其他的拐点均在Al2O3亚微米粉外加量为6%(w)处。3)添加6%(w)的Al2O3亚微米粉的打印试样在1600℃烧成后,长度方向的线收缩率为3.8%,显气孔率为15.4%,体积密度为3.08 g·cm^-3,常温耐压强度为195 MPa,常温抗折强度为52.0 MPa,荷重软化温度为1612.7℃,抗渣性最好。