MgO結合的高鋁澆注料在干燥過程中常出現裂紋等問題,這是因為MgO水化生成Mg(0H)?,而MgO(ρMgO=3.5g/cm3)和Mg(OH)?(ρMg(OH)?=2.3g/cm3)的體積密度相差較大,水化反應會出現明顯的體積膨脹,導致試樣在養護與干燥過程中易于出現裂紋。為充分發揮MgO的水化優點,可以采取三種方法:①在澆注料組分凝固前,快速誘導Mg(0H)2的形成,此時,在成型的澆注料中仍然有足夠的空間和一定的自由度,可以起到緩沖應力的作用;根據所設計的微觀結構,使晶體生長;③通過螯合劑(例如羧酸等)增加了MgO表面的活性點,提高Mg(OH)(OH)對鎂砂表面的成核率,從而限制了晶粒長大。
MgO持續水化生成Mg(0H)?的量越多就越會增加澆注料在加熱過程中發生爆裂的風險。Mg(0H)?的分解溫度較高,約380?420℃,當澆注料的透氣性較低時,加熱時會在澆注料中聚集較高的蒸汽壓,引起澆注料爆裂損毀。
試 驗
試驗所用的主要原料有板狀氧化鋁骨料(d<6mm)、活性氧化鋁(CT3000SG)、燒結氧化鋁(CL370)和鎂砂(M30-B,d<212μm)。外加劑有2羥基丙酸鋁鹽(0AS)、SioxX-Mag(SM,SiO? 35%、Al?O? 50%)、Refpac MIPORE20(MP,Al?O? 39%?43%、CaO 12%~15%、MgO 16%~20%)、聚合物纖維(PF,長度<6mm)、甲酸和分散劑CasLamenL?FS60。
首先取適量鎂砂粉加蒸餾水制成懸浮液料漿為參考樣,再制備含不同添加劑的MgO基懸浮液料漿進行對比研究,配比列于表1。取鎂砂粉與添加劑加入蒸餾水在室溫下攪拌5min后,澆注成少30mm×30mm的圓柱形試樣,經30℃養護24h后脫模,脫模后將試樣切為兩部分,一部分研磨后進行分析,另一部分在110℃下干燥24h后進行分析。采用同步熱分析儀進行熱重-差熱分析:試驗溫度30?600℃,加熱速率為5℃/min,通入空氣。其中含2羥基丙酸鋁鹽的試樣在30℃、50℃、110℃保持24h及200?600℃熱處理2h后進行固態AI核磁共振分析。選取試樣進行XRD物相分析。