近年来随着我国磁性材料的迅速发展,承烧座也得到了广泛的应用,承座烧是用来承载偏转磁芯生坯在高温下烧成的部件,其工作温度为1 350 ～1 400 ℃,承座烧在使用时,要在高温下承受偏转磁芯的重量,以固定其外型,以及在生产中制品要通过预热,烧成,冷却这样的过南粤论文中心(WWW.NYLW.NET)程,所以承座烧受热冲击和有害气体的侵蚀比较严重,并承受多次的冷热循环,其使用条件十分恶劣,大大降低承座烧的使用受命,严重影响了偏转磁芯的生产。多年的生产实践证明,承座烧的质量对偏转磁芯生产合格率的影响很大,要使偏转磁芯的生产合格率达到较高水平,采用性能优良的承座烧是必要的前提条件。承座烧不但要有很好的常温和高温耐压强度,还应该具有优异的抗热震性,高荷重软化温度和抗蠕变性,能有效防止偏转磁芯在烧结时的变形。目前,国产承烧座使用情况较好的寿命在40次左右,而国外某厂家承烧座的使用寿命可达100次以上,国内外产品质量相差悬殊。因此制备性能优异的承烧座势在必行。
1 试验部分
1.1 原料
本试验采用的原料有:电熔莫来石颗粒、莫来石细粉、生粘土、α-Al2O3微粉以及南粤论文中心(WWW.NYLW.NET)MgCO3、CaCO3、BaCO3(均为分析纯,粒度<1.2 μm)三种矿化剂,原料的主要化学成分见表1。
1.2试样的制备及测试
在试验中,按照电熔莫来石颗粒30%,莫来石细粉46%,生粘土21%,A12O3微粉为3%的配比进行配料,固定主要原料的配比不变,仅调整各种矿化剂的加入比例,具体的配方见表2。
按比例加入各种矿化剂之后,再外加7%～8%的质量浓度为1%～2%羧甲基纤维素溶液作为结合剂,采用gs-21.5型胶砂混炼机混合均匀,混练好的物料在nyl-60型液压机下以6 MPa的压力压制成Φ36 mm×50 mm的圆柱体试样,再在110 ℃的温度下干燥24 h,然后放入箱式电炉中烧成到1 460 ℃,并保温3 h,随炉冷却。烧后试样分别根据BG/T2997-1982、BG/T3001-1982标测烧后试样的吸水率、显气孔率、体积密度及烧后线变化率,用XL20 型电子显微镜进行显微结构分析。
2结果与讨论
试样在1 460 ℃烧后保温3 h,测吸水率、气孔率及体积密度以及线变化如表3所示。
由表3可以看出:
(1) 添加单一添加剂MgCO3、CaCO3、BaCO3的试样2#、3#、4#的吸水率、气孔率较无矿化剂的试样1#均有不同程度的降低。可见三种矿化剂的加入均能改善试样的烧结状况,以添加3% BaCO3的4#试样矿化作用最明显,其体积密度2.20 g/cm3为最高,显气孔率明显降低,大大提高了试样的烧结性能。其主要原因是:在高温下钡长石所形成的液相包围了颗粒,填充了气孔,使得制品气孔率降低,体积密度增大,从而降低了烧结温度,制品达到了烧结。(2) 两种添加剂复合加入的试样5#、 6#、 7#, 均较单一加入的烧结性好,由表3可见, 其中以BaCO3和CaCO3复合加入的7#试样的显气孔率最低, 体积密度最大, 吸水率最低, 即烧结程度最高, 从7#试样SEM观察(见图1)发现, 该试样在1 460 ℃烧后已经达到了烧结,其刚玉颗粒和莫来石颗粒周围是莫来石及反应生成的细微针状二次莫来石所构成的基质,这些细微针状的莫来石相互穿插构成网络结构,强化了基质,使得试样具有高的体积密度和低的吸水率。
图17#号试样1 460 ℃烧后扫描电镜照片
CaO的引入,随着温度的升高,液相量增长较快。钙长石为低熔物相,高温下形成的液相量较多,粘度较小,因此降低了制品的烧结温度,促进了烧结,使得制品气孔率降低,体积密度增大。BaO的引入,生成了大量低熔的钡长石,当有其它杂质存在时,出现液相的温度会更低,而且随着温度升高,液相的生成量会有不同程度的增加。
(3) 同时添加三种矿化剂MgCO3、CaCO3、BaCO3的8#试样气孔率急剧下降,且烧后线变化较大,达到了-5.00%,而且通过SEM观察(见图2)发现,试样内部形成了海绵状结构,玻璃相数量较多,颗粒已经被玻璃相包围,与玻璃相融为一体,且颗粒与基质之间结合较好。MgO的引入,生成了高熔晶相镁铝尖晶石,由于MgO与Al2O3形成镁铝尖晶石致使材料晶粒细化与致密化,利用多晶来缓冲热应力,达到了提高材料抗热震性的目的,使制品性能大大提高。
图2 8#号试样1 460 ℃烧后扫描电镜照片
3 结论
由此可见三种矿化剂的加入均能改善试样的烧结状况,而复合加入时效果更明显:
(1) 从单种加入来看,以添加3% BaCO3的4#试样矿化作用最明显,制品产生很小的膨胀,并形成很好的网络结构,增加了制品的强度,还能强化承烧座在使用过程中的结构变形;
(2) 两种添加剂复合添加实验结果表明:其中以BaCO3和CaCO3复合加入的7#试样的显气孔率最低,体积密度最大,吸水率最低,即烧结程度最高,复合矿化剂的加入有利于二次莫来石化,在莫来石发育过程中易产生具有抗热震性能和高温强度的晶体,并形成特殊的网络结构,从而有利于提高制品的高温性能。
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矿化剂对莫来石质偏转磁芯承烧座性能的影响
来源：南粤论文中心(WWW.NYLW.NET) 作者：刘振英 发表于：2010-11-30 16:41 点击：次
【关健词】矿化剂;莫来石; 偏转磁芯承烧座
摘 要: 以电熔莫来石颗粒、莫来石细粉以及生粘土为主要原料,α-Al2O3微粉和矿化剂MgCO3、CaCO3、BaCO3为添加剂,经配料、混练、成型后,在1 460 ℃保温3 h条件下烧成,合成出莫来石质偏转磁芯承烧座,并检测试样吸水率、显气孔率、体积密度及烧后线变化率,同
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