1.Mecanismo de nano-alúmina en refractario

La aplicación de la nanotecnología en Refractarios es principalmente la aplicación de nano-alúmina. Debido a su pequeño tamaño y gran proporción de átomos superficiales, la nanoalúmina tiene alta energía superficial, alta actividad, inestabilidad y es fácil de combinar con otros átomos. La nanoalúmina se utiliza principalmente en refractarios amorfos y algunos refractarios especiales. Agregar nanoalúmina al refractario amorfo en forma de aglutinantes y aditivos, utilizando los efectos de superficie e interfaz de la nanoalúmina para reducir la cantidad de cemento utilizado, reduciendo así la cantidad de agua añadida y reduciendo los ingredientes nocivos, mejorar algunas propiedades mecánicas de calcinable. En el refractario, se introduce nanoalúmina como microaditivo, que puede mejorar la sinterización y la microestructura del producto, afectando así las propiedades mecánicas del producto.

2. Efecto sobre las propiedades mecánicas

El material de nanoalúmina tiene las siguientes propiedades excelentes: tamaño de partícula pequeño, área de superficie específica grande y alta actividad química, puede mejorar el grado de densificación de sinterización, ahorrar energía; La densificación y la homogeneización de la estructura refractaria pueden mejorar el rendimiento y la fiabilidad de los materiales, y la composición y la estructura de los materiales se pueden controlar desde el nivel estructural de los nanomateriales (1-100 mm), es beneficioso dar completo jugar con las propiedades potenciales del material. Además, dado que el tamaño de partícula del refractario determina la microestructura y las macropropiedades del material, cuanto menor sea el tamaño de partícula, menor será el tamaño del defecto, si las partículas se apilan uniformemente, la contracción de sinterización es constante y los granos son crecido uniformemente, la resistencia del material preparado es correspondientemente mayor, lo que puede presentar algunas propiedades únicas que los materiales granulares grandes no poseen. Agregar una cierta cantidad de nanoalúmina al refractario mejora significativamente la resistencia y dureza del refractario, así como otras propiedades. En general, se considera que los nanopolvos tienen los siguientes efectos sobre las propiedades mecánicas del refractario.

(1) factor de refinamiento de grano. Agregar nanomateriales al refractario puede inhibir el crecimiento de los granos de la matriz, homogeneizar la microestructura y mejorar las propiedades mecánicas de los materiales.

(2) factores microestructurales. En el sistema Micron, las partículas de la segunda fase en la escala Micron se distribuyen en el límite de grano de la matriz. En los materiales nanocompuestos de micras, la mayoría de las nanopartículas forman una estructura cristalina interna en la matriz, excepto una cierta cantidad de nanopartículas que aún se encuentran en el límite de grano de la matriz, como se muestra en la Fig. 1. La formación de la estructura cristalina interna tiene lo siguiente efectos sobre las propiedades mecánicas del material.

1) la deflexión de grietas o el clavado causado por la tensión residual puede aumentar el trabajo de fractura y mejorar la tenacidad del material.

2) nanocristalización potencial de granos micrométricos. Una de las principales razones para mejorar la resistencia del material es que la formación de la estructura del "cristal interior" provoca muchos límites de subgrano y posibles límites de subgrano de microfisuras en la matriz.

3) el efecto nanocristalino es beneficioso para la inducción de fractura transgranular. Por un lado, la fractura transgranular es inducida por la fijación de nanopartículas en el cristal, lo que fortalece el límite de grano principal de la matriz; por otro lado, es causada por nanopartículas en el cristal. El límite de grano principal se fortalece, la grieta principal no se propaga a lo largo del límite de grano de la micromatriz, sino que se propaga a lo largo del grano de la matriz. El campo de tensión residual cerca de las nanopartículas en el grano hace que la grieta se desvíe y se fije, lo que hace que la ruta de propagación de la grieta sea muy complicada y bloqueada en muchos lugares. Por lo tanto, se considera que la fractura por estallido es un factor importante para fortalecer y endurecer el material.