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      耐火產品、二氧化鋯的用途、二氧化鋯、用于制造耐火產品的方法和由其制造的耐火產品與流程

      文檔序號:12165081閱讀:211來源:國知局
      耐火產品、二氧化鋯的用途、二氧化鋯、用于制造耐火產品的方法和由其制造的耐火產品與流程
      在本發(fā)明的意義上,術語“耐火產品”特別表示具有超過600℃的使用溫度的耐火產品并優(yōu)選表示根據DIN51060的耐火產品,即具有測溫錐當量(Kegelfallpunkt)>SK17的材料。所述測溫錐當量可特別根據DINEN993-12測定。耐火產品通?;谙旅娴难趸锏闹辽僖环N:Al2O3、MgO、Cr2O3、SiO2、CaO或ZrO2。由于ZrO2(二氧化鋯)的高耐腐蝕性,ZrO2特別用于必須設計為特別耐腐蝕和耐磨的耐火產品中。就此而言,含ZrO2的耐火產品的優(yōu)選應用領域是例如連續(xù)鑄鋼(Stahlstrangguss),其中使用含ZrO2的耐火產品例如作為滑動板、整體塞棒、浸漬管或浸入式水口。在此,通常不是整個耐火產品設計為基于ZrO2,而僅僅是必須設計為特別耐腐蝕和耐磨的那些區(qū)域。特別地,這些區(qū)域可以是耐火產品的如下區(qū)域,其在使用過程中布置在爐渣的區(qū)域中,或者在其上鋼熔體具有相對高的流速。原則上,ZrO2已被證明作為這樣的耐火產品中的耐腐蝕材料是有利的。然而,當ZrO2用于耐火材料時,必須始終考慮已知的情況,即ZrO2以三種變體出現。因此,在室溫和最高大約1173℃的溫度下,純ZrO2以單斜低溫相存在,其在高于此溫度時轉變?yōu)樗姆交蛄⒎礁邷叵?。在高于大約2370℃的溫度時,ZrO2僅以立方變體存在。這些相轉變是可逆的,其中向單斜低溫變體的逆向轉變向較低溫度偏移,并且自大約920℃起才發(fā)生。由于ZrO2的單斜低溫相具有比四方和立方高溫相大大約5%的體積,在超過或低于單斜低溫相向四方或立方高溫的相轉變溫度時,分別出現ZrO2的相應的收縮或膨脹。由于此體積變化,在包含純ZrO2的耐火產品中會導致產品中的裂紋形成。為了避免在低于轉變溫度時ZrO2的此體積突躍,已知通過添加特定氧化物來將該高溫變體穩(wěn)定化,以使得該高溫變體在室溫下也保持亞穩(wěn)定。已知作為起相應穩(wěn)定化作用的氧化物是例如MgO、CaO、Y2O3或稀土氧化物。例如,通過向ZrO2加入至少16摩爾%的CaO、至少16摩爾%的MgO或至少8摩爾%的Y2O3,所述立方變體可以直至室溫保持亞穩(wěn)定。這樣完全地穩(wěn)定化的ZrO2也被稱為完全穩(wěn)定化ZrO2(FSZ,“完全穩(wěn)定的氧化鋯”)。如果ZrO2通過加入僅僅這樣含量的起穩(wěn)定化作用的氧化物而穩(wěn)定化,以致所述立方變體僅僅部分地直至室溫保持亞穩(wěn)定,則也稱為部分穩(wěn)定化ZrO2(PSZ,“部分穩(wěn)定的氧化鋯”)。當超過或低于轉變溫度時,完全穩(wěn)定化ZrO2具有線性熱膨脹,而部分穩(wěn)定化ZrO2依賴于仍為單斜的ZrO2含量僅具有或多或少程度明顯的體積突躍。相應地完全或部分穩(wěn)定化ZrO2因此適合作為用于耐火產品的材料。然而,與純ZrO2相比,完全和部分穩(wěn)定化氧化鋯的缺點是,與純ZrO2相比,完全或部分穩(wěn)定化ZrO2的耐腐蝕性和耐化學性降低。這特別是因為:起穩(wěn)定化作用的添加劑與該耐火產品在使用過程中接觸的物質形成具有低熔點的相,其從該產品中脫離(gel?st)。這樣的物質特別可以是鋼熔體或爐渣的組分,其與CaO、MgO或Y2O3形式的起穩(wěn)定化作用的添加劑形成相。就此而言,ZrO2的優(yōu)異的耐腐蝕性由于穩(wěn)定化添加劑而降低。本發(fā)明的目的是提供含有ZrO2的耐火產品,特別是耐火陶瓷產品,其中在超過或低于低溫相向高溫相的轉變溫度時,ZrO2不具有或僅具有很不顯著的異常熱膨脹,但同時與現有技術已知的完全或部分穩(wěn)定化ZrO2相比具有改進的耐腐蝕性。本發(fā)明的另一個目的是提供制造這類耐火產品的方法和根據該方法制造的耐火產品。為了實現第一個提到的目的,根據本發(fā)明提供一種耐火產品,其包含鈣、鎂和釔含量小于1質量%的立方變體二氧化鋯形式的在室溫下穩(wěn)定的礦物相。本發(fā)明二氧化鋯中的元素鈣、鎂和釔的總質量基于二氧化鋯的總質量計因此小于1質量%。根據本發(fā)明發(fā)現,在室溫下形成鈣、鎂和釔含量小于1質量%的立方變體的穩(wěn)定礦物相的二氧化鋯(下文也稱為“本發(fā)明二氧化鋯”)形成用于耐火產品,特別是用于耐火陶瓷產品的優(yōu)異的ZrO2基原料,因為這樣的二氧化鋯不具有或僅具有非常少形成的異常熱膨脹并同時具有比通過由現有技術已知的部分或完全穩(wěn)定化ZrO2更好的耐腐蝕性。造成在室溫下穩(wěn)定的立方變體二氧化鋯沒有或僅非常不顯著的異常熱膨脹是因此:其在室溫至2370℃之間的溫度范圍內始終以立方變體存在,且因此決不經歷變體的轉變。與由現有技術已知的部分或完全穩(wěn)定化ZrO2相比,本發(fā)明二氧化鋯的改進的耐腐蝕性通過以下事實說明理由:在室溫下穩(wěn)定的立方變體二氧化鋯中的鈣、鎂和釔的含量限制為小于1質量%的含量。為了進一步改進本發(fā)明二氧化鋯的耐腐蝕性,根據本發(fā)明可以設定,本發(fā)明二氧化鋯中的鈣、鎂和釔含量也限制為小于0.9質量%、0.8質量%、0.7質量%、0.6質量%、0.5質量%或小于0.4質量%,在每種情況下基于本發(fā)明二氧化鋯的總質量計。然而,幾乎不可能提供化學純形式的本發(fā)明二氧化鋯,以使得本發(fā)明二氧化鋯中的鈣、鎂和釔含量可例如為至少0.1質量%、0.2質量%或0.3質量%,在每種情況下基于本發(fā)明二氧化鋯的總質量計。根據本發(fā)明思想的發(fā)展可以設定,本發(fā)明二氧化鋯中的外來氧化物的含量小于1.5質量%。就此而言,“外來氧化物”是指不是ZrO2或HfO2的所有氧化物(因為天然鋯原料已知含有始終小含量的HfO2),特別是還包括由現有技術已知的CaO、MgO、Y2O3和稀土氧化物形式的起穩(wěn)定化作用的添加劑。根據本發(fā)明已經發(fā)現,如果根據本發(fā)明設定,在每種情況下基于本發(fā)明二氧化鋯的總質量計,本發(fā)明二氧化鋯中的外來氧化物的含量為小于1.5質量%,即例如限制為小于1.4質量%、1.3質量%、1.2質量%、1.1質量%、1.0質量%、0.9質量%、0.8質量%、0.7質量%或小于0.6質量%,則本發(fā)明二氧化鋯的耐腐蝕性還進一步改進。由于上述原因,外來氧化物的含量還可以例如為至少0.1質量%、0.2質量%或至少0.3質量%,在每種情況下基于本發(fā)明二氧化鋯的總質量計。本發(fā)明二氧化鋯可以特別地以單晶晶粒(Einkristallit)的形式存在。就此而言,本發(fā)明二氧化鋯還可以特別地以含有本發(fā)明二氧化鋯形式的單晶晶粒的二氧化鋯晶粒的形式存在。如果二氧化鋯晶粒除了非本發(fā)明二氧化鋯外包含本發(fā)明二氧化鋯,則根據本發(fā)明優(yōu)選可以設定,這樣的二氧化鋯晶粒包含基于二氧化鋯晶粒的總質量計至少50質量%,即例如還至少60質量%、70質量%、80質量%、90質量%或還至少95質量%的本發(fā)明二氧化鋯。根據本發(fā)明還可優(yōu)選設定,如果本發(fā)明的耐火產品除了非本發(fā)明二氧化鋯外包含本發(fā)明二氧化鋯,則該產品包含基于該產物中二氧化鋯的總質量計至少50質量%,即例如還至少60質量%、70質量%、80質量%、90質量%或還至少95質量%的本發(fā)明二氧化鋯。所述二氧化鋯可以在本發(fā)明的產品中優(yōu)選以二氧化鋯晶粒的形式存在,其可以特別地如前所述形成。根據本發(fā)明發(fā)現,如果本發(fā)明二氧化鋯形成尺寸為30-1000μm,特別是40-1000μm、50-1000μm或60-1000μm的單晶晶粒,本發(fā)明二氧化鋯或包含本發(fā)明二氧化鋯的本發(fā)明產品各自具有特別好的耐火性能,特別是優(yōu)異的耐腐蝕性。因此,優(yōu)選地例如可以設定,二氧化鋯晶粒包含至少50質量%,即還例如至少60、70、80、90或95質量%的尺寸為30-1000μm、40-1000μm、50-1000μm或60-1000μm的單晶晶粒形式的本發(fā)明二氧化鋯,在每種情況下基于所述二氧化鋯晶粒的總質量計。根據本發(fā)明,“二氧化鋯”表示氧化物氧化鋯(IV),即ZrO2。在本文中,“非本發(fā)明二氧化鋯”特別地理解為是指不具有本文中公開的本發(fā)明二氧化鋯特征的二氧化鋯。本發(fā)明的耐火產品可以特別地是成型產品,特別是磨耗部件,特別優(yōu)選是連續(xù)鑄鋼中的磨耗部件。在這種產品或磨耗部件中,本發(fā)明二氧化鋯可以特別地存在于其中產品與爐渣接觸或在其上產品與具有高流速的鋼熔體接觸的區(qū)域中,例如在鋼水包分配管的浸入區(qū)域中、在滑動板的流通口(Durchlass)處、在塞棒凸起(Stopfennase)處和在浸入式水口的流入和浸沒區(qū)域中。就此而言,本發(fā)明的產品可以例如是鋼水包分配管、滑動板、整體塞棒、噴嘴或浸入式水口。本發(fā)明的耐火產品可以特別地是已經通過等靜壓制成型的產品。在本發(fā)明的產品中,本發(fā)明二氧化鋯例如可以存在于碳基質中。所述碳基質可以特別以石墨的形式存在。然而,原則上,本發(fā)明的產品可以是任意耐火產品,例如也可以是耐火陶瓷產品,即相互燒結的晶粒形式的燒結耐火產品。就此而言,本發(fā)明二氧化鋯可以例如以燒結晶粒的形式存在于本發(fā)明的產品中。為了制造本發(fā)明二氧化鋯,可以首先從由現有技術已知的部分或完全穩(wěn)定化二氧化鋯出發(fā)。本發(fā)明二氧化鋯可以從現在起通過在還原氣氛中和在對于穩(wěn)定化添加劑的氣態(tài)反應物存在下燒制這類經穩(wěn)定化添加劑部分或完全穩(wěn)定化的二氧化鋯并然后冷卻而獲得。該燒制所基于的經穩(wěn)定化添加劑部分或完全穩(wěn)定化的二氧化鋯可以特別地通過下面物質中至少一種的形式的穩(wěn)定化添加劑而穩(wěn)定化:CaO、MgO、Y2O3或稀土氧化物。另外,部分或完全穩(wěn)定化二氧化鋯可以是根據現有技術的部分或完全穩(wěn)定化二氧化鋯。為了制造本發(fā)明二氧化鋯,將其從現在起在還原氣氛中和在對于穩(wěn)定化添加劑的氣態(tài)反應物存在下進行燒制。所述還原性氣氛可以優(yōu)選具有低于10-6Pa的氧分壓,即還例如低于10-7或10-8Pa的氧分壓。如由現有技術已知,該還原氣氛可以例如通過在例如石墨、焦炭或煤形式的碳存在下,優(yōu)選在密閉的爐室中燒制該部分或完全穩(wěn)定化二氧化鋯而產生。為此,該部分或完全穩(wěn)定化二氧化鋯可以例如放置在由這類碳載體制成的床上或與這類碳載體混合。在用于制造具有本發(fā)明范圍內的外來氧化物含量的立方變體的在室溫下穩(wěn)定的二氧化鋯的制造方法中的一個重要步驟現在在于,所述完全或部分穩(wěn)定化二氧化鋯的還原燒制在同時存在對于穩(wěn)定化添加劑的氣態(tài)反應物的情況下發(fā)生。因為此氣態(tài)反應物在二氧化鋯還原燒制過程中與二氧化鋯的穩(wěn)定化添加劑形成化合物,由此從二氧化鋯中至少部分,優(yōu)選主要地除去該穩(wěn)定化添加劑。在二氧化鋯冷卻之后,與燒制之前的穩(wěn)定化添加劑含量相比,二氧化鋯中的穩(wěn)定化添加劑含量由此降低,以使得該二氧化鋯的耐腐蝕性與其在燒制之前的耐腐蝕性相比顯著增加。同時,盡管至少部分地除去穩(wěn)定化添加劑,該二氧化鋯的立方高溫變體在室溫下也保持亞穩(wěn)定??偟膩碚f,通過該制造方法,因此得到本發(fā)明二氧化鋯,其盡管小含量的穩(wěn)定化添加劑,在室溫下形成立方變體的亞穩(wěn)定礦物相。在二氧化鋯的還原燒制過程中與穩(wěn)定化添加劑反應的氣態(tài)反應物原則上可以是在燒制過程中在爐氣氛中以氣體形式存在并且與至少一種,但優(yōu)選所有穩(wěn)定化添加劑進行反應的任意物質或物質混合物。根據一個特別優(yōu)選的實施方案,氣態(tài)反應物以含硅和/或鋁的氣體存在。為了在二氧化鋯的還原燒制過程中提供這類含硅和/或鋁的氣體,可以向爐室中除了所述二氧化鋯和碳載體之外加入金屬硅和/或鋁,其在還原燒制過程中形成含硅和/或鋁的氣體。在燒制過程中,含硅氣體中的硅或含鋁氣體中的鋁特別地與氧化鈣、氧化鎂或氧化釔形式的穩(wěn)定化添加劑反應,以使得這些穩(wěn)定化添加劑至少部分地從二氧化鋯中除去?;蛘呋蛄硗?,氣態(tài)反應物可以例如以一氧化碳的形式存在,其可在燒制過程中由碳載體形成。就此而言,氣態(tài)反應物可以例如以氣態(tài)物質硅、鋁或一氧化碳中至少一種的形式存在。所述還原燒制優(yōu)選在如下溫度范圍內的溫度下進行:其中二氧化鋯至少部分地轉變?yōu)槠淞⒎阶凅w,即優(yōu)選在高于1173℃的溫度。還可以設定,該還原燒制在高于2370℃的溫度下進行,以使得二氧化鋯完全轉變?yōu)槠淞⒎阶凅w。在后一種情況下,二氧化鋯在冷卻后可以基本上或完全地以室溫下(亞)穩(wěn)定的立方變體存在。在低于二氧化鋯熔融溫度的溫度下,即低于2690℃時進行燒制。在還原燒制過程中與氣態(tài)反應物進行反應的穩(wěn)定化添加劑的范圍特別地取決于還原燒制的時間。在此,在還原燒制過程中與氣態(tài)反應物進行反應的穩(wěn)定化添加劑的含量隨著燒制時間的增長而首先增大,直至在某一溫度下建立平衡。根據本發(fā)明已發(fā)現,大約12小時的燒制時間足以使如此高含量的穩(wěn)定化添加劑與氣態(tài)反應物反應,以使得二氧化鋯具有小于1質量%的鈣、鎂和釔的含量,從而獲得具有優(yōu)異耐腐蝕性的本發(fā)明二氧化鋯。根據本發(fā)明已經發(fā)現,通過這樣的方法制備的本發(fā)明二氧化鋯基本上形成具有小于30μm的平均尺寸的微晶。然而,如前文所闡述,特別是這樣的本發(fā)明二氧化鋯的微晶具有以大于30μm,特別是大于40μm、50μm或大于60μm的尺寸存在的有利性能。由于此原因,根據本發(fā)明可以設定,使根據前述方法制備的本發(fā)明二氧化鋯經受進一步的溫度處理(Temperaturbeaufbeschlagung),在此過程中這些微晶一起生長形成更大的微晶或單晶。根據本發(fā)明,優(yōu)選可以設定,將根據前述方法制備的本發(fā)明二氧化鋯在高于900℃的溫度下,例如特別是在900-1500℃的溫度范圍內用溫度處理,以使得二氧化鋯的微晶一起生長形成具有30-1000μm,特別是40μm-1000μm、50μm-1000μm或60μm-1000μm的尺寸的更大的微晶或單晶。本發(fā)明的另一個主題是本文描述的鈣、鎂和釔含量小于1質量%的立方變體的在室溫下亞穩(wěn)定的礦物相形式的本發(fā)明二氧化鋯。本發(fā)明的另一個主題是鈣、鎂和釔含量小于1質量%的立方變體的二氧化鋯形式的在室溫下亞穩(wěn)定的礦物相作為用于制造耐火產品的原料的用途。使用的二氧化鋯可以具有本文描述的特征,并且該用途可以如本文所描述進行。本發(fā)明的另一個主題是用于制備如本文描述的鈣、鎂和釔含量小于1質量%的立方變體的在室溫下亞穩(wěn)定的二氧化鋯的方法。本發(fā)明的另一個主題是用于制造耐火產品的方法,其包括以下步驟:-提供鈣、鎂和釔含量小于1質量%的立方變體二氧化鋯形式的在室溫下亞穩(wěn)定的礦物相;-將該鈣、鎂和釔含量小于1質量%的立方變體二氧化鋯形式的在室溫下亞穩(wěn)定的礦物相與一種或多種另外的耐火原料組合;-由該二氧化鋯和另外的耐火原料壓制成型體;-燒制該成型體以產生耐火產品。因此,在本發(fā)明的方法中首先提供對應于或包含本發(fā)明二氧化鋯的耐火原料。此原料可以單獨使用或者與一種或多種另外的耐火原料,例如與基于以下物質中至少一種的耐火原料組合:Al2O3、MgO、SiO2、Cr2O3或碳。然后,特別是例如通過等靜壓制將所述原料壓制成成型體,即所謂的生坯。然后該生坯可以經受燒制,之后在冷卻后獲得耐火產品。如前面所闡述,本發(fā)明的耐火產品——特別是只要其通過本發(fā)明的方法制造——優(yōu)選具有尺寸為30-1000μm的本發(fā)明二氧化鋯的晶?;騿尉?。如果根據本發(fā)明的方法壓制的成型體在燒制之前主要具有由尺寸小于此范圍的晶粒或單晶形成的本發(fā)明二氧化鋯,則根據本發(fā)明可以設定,進行一個方法步驟以增加本發(fā)明二氧化鋯的微晶尺寸。如前面所闡述,此方法步驟可以在于,將該壓制的成型體用溫度處理,在該溫度下本發(fā)明二氧化鋯的微晶或單晶的晶體尺寸增加。特別地,該溫度處理可以在這樣的溫度下進行這樣的時間,以使得所述二氧化鋯生長形成尺寸主要為30-1000μm的微晶。在此,該溫度處理可以例如在900至1500℃的溫度下進行例如大約72小時的時間。用于晶體生長的此溫度處理的方法步驟可以例如在成型體的壓制和燒制之間進行。例如,如果制造耐火陶瓷產品,即具有陶瓷結合的耐火產品,則可以是這種情況,其中陶瓷燒制在高于1500℃的溫度下進行用于晶粒燒結?;蛘?,此溫度處理的方法步驟可以與形成耐火產品的成型體燒制同時進行。例如,如果制造具有碳結合的耐火產品,則可能是這種情況,其中在所述溫度范圍內進行燒制以將碳焦化并制造碳結合基質。本發(fā)明的另一個主題是通過本發(fā)明的方法制造的耐火產品。在權利要求、所附附圖和相關注釋以及實施例中給出本發(fā)明的其它特征。本文公開的本發(fā)明的所有特征可以單獨或組合地任意相互組合。下面更詳細地闡述本發(fā)明方法的實施例和根據該實施方案的方法制造的本發(fā)明耐火產品的實施例。在該實施方案中描述的方法用于制造連續(xù)鑄鋼時的中間包的浸入式水口形式的耐火產品。為了制造該浸入式水口,首先提供鈣含量為大約0.4質量%的立方變體二氧化鋯形式的在室溫下穩(wěn)定的礦物相形式的原料。為了提供這樣的原料,首先在還原性氣氛中在含硅和鋁的氣體存在下燒制經大約4-5質量%含量的氧化鈣(相應于大約2.8-3.6質量%的鈣含量)部分穩(wěn)定化的二氧化鋯,然后冷卻。具體地說,這種部分穩(wěn)定化二氧化鋯作為粒狀料與碳粉(Kohlegries)和粒狀金屬硅和鋁混合,然后在密閉的爐室中在約1500℃的溫度下燒制大約8小時。在此,碳粉產生還原氣氛,以使得爐室中的氧分壓為大約10-7Pa。同時,在燒制過程中由粒狀硅和鋁形成富含硅和鋁的氣體,其與該部分穩(wěn)定化二氧化鋯中的氧化鈣成分反應。穩(wěn)定化的二氧化鋯中的氧化鈣含量在燒制過程中由此降低到平均小于0.5質量%的含量。在燒制過程中,除去立方二氧化鋯中所含的氧化鈣;然而,該立方二氧化鋯在基本上除去氧化鈣之后保持亞穩(wěn)定(見圖3)。該相應形成的二氧化鋯在燒制之后形成微晶,其主要具有小于30μm的尺寸(見圖1和圖2中的顯微照片)。該相應形成的二氧化鋯然后在添加有機粘合劑的情況下與石墨形式的耐火原料混合。此混合物進一步與氧化鋁-石墨(Al2O3-C)形式的耐火原料組合,并通過等靜壓制成型以產生未燒制的浸入式水口形式的成型體。在此,二氧化鋯和石墨的混合物在如下區(qū)域上形成浸入式水口的部分涂層,在該區(qū)域中在使用時與鋼熔體接觸。所述相應形成的成型體然后在900-1000℃的溫度下燒結,以使得粘合劑焦化并在每種情況下形成碳結合或碳基質。同時,在此溫度范圍內進行溫度處理這樣的時間,以使得二氧化鋯生長形成尺寸主要為50-1000μm的微晶。冷卻后,得到浸入式水口形式的耐火產品。所附的圖1和2顯示了根據實施例形成的二氧化鋯如上面所描述的在1500℃下的第一次燒制之后和在進一步加工和900-1000℃下的第二次燒制之前的顯微照片。具體來說,圖1顯示了包含根據該實施例的本發(fā)明二氧化鋯的二氧化鋯晶粒的磨面切片的視圖,圖2顯示了圖1的視圖的詳細視圖,圖3顯示了根據該實施例的二氧化鋯的X射線衍射測量的結果,且圖4顯示了包含根據本發(fā)明,但以實施例的變型制造的本發(fā)明二氧化鋯的二氧化鋯晶粒的磨面切片的視圖。圖1顯示了幾乎僅包含本發(fā)明二氧化鋯且通過根據實施方案的方法獲得的二氧化鋯晶粒1的磨面切片的視圖。該局部具有約600×450μm的尺寸。圖像右下角的黑色條對應于100μm的長度。如在該實施方案中所描述,晶粒1仍嵌入在其由粒狀碳粉以及硅和鋁形成的周圍2中,其在圖1中顯示為深色。深色周圍2中的深灰色夾雜物3是在燒制過程中由硅和碳粉的碳形成的碳化硅夾雜物。環(huán)行島狀包圍晶粒1的不規(guī)則較亮區(qū)域4主要由碳氮化鋯構成,其在燒制過程中由二氧化鋯的鋯、碳粉的碳和空氣氧氣形成。晶粒1具有大量二氧化鋯單晶晶粒。這些單晶晶粒之間的邊界作為晶粒1內的細的黑色網狀區(qū)域可看出。在晶粒1內以白色鑲邊的局部在圖2中放大示出。在圖2的晶粒1放大局部中,可清楚地看出許多單晶晶粒。圖像中心底部的白色條對應于50μm的長度。對圖2中用附圖標記5和6標示的兩個單晶晶粒經進一步研究其元素組成。晶粒1還通過X射線衍射方式研究以確定其結晶學組成。單晶晶粒5和6的研究給出其以下元素組成,分別以所涉元素的基于各自單晶晶粒計的質量%為單位:單晶編號ZrOHfCaMgYAlSiNC573.624.321.560.00.00.00.00.00.00.52672.420.91.40.660.00.00.00.04.240.4此外,對單晶晶粒內的黑色“島狀物”7和分別包圍這些單晶晶粒的細的黑色網狀區(qū)域8進一步研究其元素組成。在此得出,與單晶晶粒相反,這些區(qū)域7、8具有高濃度的鈣、鋁和硅以及比單晶晶粒更高濃度的氧和更低濃度的鋯。因此可以認為,為了穩(wěn)定化而首先存在于二氧化鋯中的氧化鈣在燒制過程中通過擴散過程而在二氧化鋯晶體內的島狀物7中和在二氧化鋯晶體外的區(qū)域8中富集。還可以認為,金屬鋁和硅在燒制過程中被氧化,并且通過擴散過程同樣在島狀物7和區(qū)域8中富集。如圖3所示的根據所述實施例制造的二氧化鋯的X射線衍射研究證實,根據該實施例制造的二氧化鋯主要以立方形式且僅以小程度的單斜形式存在。立方二氧化鋯的主峰用K標示,單斜二氧化鋯的主峰用M標示。圖4顯示了基本上根據所述實施例制造的二氧化鋯晶粒9的磨面切片的視圖的局部,但不同之處在于,其不是在大約1500℃的溫度下燒制大約8小時,而是在大約1300℃的溫度下燒制大約24小時??汕宄乜闯?,在二氧化鋯微晶中的尤其富集有氧化鈣的島狀物10更大,并且以比圖1和圖2的二氧化鋯的情況中少的數量存在。這可歸因于較長的燒制時間,因為氧化鈣由此具有更多的擴散時間。當前第1頁1 2 3 
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