特级耐火材料之氧化锆砖

　　采用工业氧化锆、氧化铝为原料，通过超细粉碎，严格控制粒度，用常规工艺，可制得高强度、高韧性的氧化锆-氧化铝复相陶瓷，这种氧化锆砖是一种特级耐火材料。

　　研究结果表明：在氧化锆基体中添加氧化铝可有效地抑制氧化锆晶粒生长，有利于使氧化锆晶粒以亚稳四方相存在，从而提高材料的强度和断裂韧性。氧化铝质量分数为20%时，复相陶瓷的抗弯强度达到676.7MPa，断裂韧性达到10MPa/m²。相变增韧和颗粒弥散增韧作用相互叠加，提高了复相陶瓷材料的力学性能。

　　采用热分解法制备氧化铝微粉，用化学共沉淀法制备氧化锆超细粉，通过适当工艺制备出氧化锆/氧化铝复相陶瓷。认为添加氧化铝可抑制氧化锆晶粒的长大，提高基体的强度和韧性。当氧化铝的质量分数达到30%时，在1600℃烧成的昨相陶瓷的抗弯强度为968MPa，断裂韧性为13.7MPa/cm²。

　　在刚玉质耐火材料中加入氧化锆，制成赐玉-氧化锆复合材料，这是相变强化、增韧以及微裂纹增韧理论在耐火材料中应用的范例。刚玉-氧化锆试样在烧成冷却时，氧化锆发生相变，在材料内部形成一定数量的微裂纹，有利于材料机械强度的提高和韧性的增加。当氧化锆的外加量较少时，材料中的微裂纹数量不多，对刚玉质耐火材料的强度影响不大;当外加量太高时(如达到质量分数9%以上)，由于材料中微裂纹数量较多，导致材料的抗折强度下降。

　　用刚玉、合成莫来石和单斜氧化锆作原料，配合料用等静压成型，在1650～1700℃烧成。试样的抗折强度随温度变化的规律为：强度先与温度并增，直至转折温度后，再随温度升高而下降，这是由于不同晶相之间热膨胀失配以及微裂纹的局部弥合的结果。转折温度在800～900℃，由于氧化锆马氏体相变，在1000～1200℃都有“谷”的特征，谷底在1100℃。