活化氧化鋁球廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、化工、冶金、水質(zhì)凈化、化學(xué)分析、廢氣治理等領(lǐng)域,特別是在石油加氫裂化、加氫精制、加氫重整、脫氫反應(yīng)及汽車尾氣凈化等反應(yīng)過(guò)程中發(fā)揮著重要作用。
活性氧化鋁因其具有比表面積大、孔結(jié)構(gòu)可調(diào)、吸附性能好、表面具有酸性和熱穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn),作為吸附劑、凈水劑、催化劑及催化劑載體等。
表面粗糙的顆粒比表面積或表面能相對(duì)大,所以其燒結(jié)驅(qū)動(dòng)力大、易燒結(jié)、燒結(jié)密度大、孔洞小而少。表
面光滑的粒狀顆粒,此顆粒比表面積或表面能比較小,因此其燒結(jié)驅(qū)動(dòng)力較小、不易燒結(jié),陶瓷的燒結(jié)密度比
較低,空洞大而多。板狀顆粒與粒狀顆粒相比,比表面積大、燒結(jié)驅(qū)動(dòng)力大、易燒結(jié)。陶瓷的燒結(jié)密度較大,由小硬團(tuán)聚體和無(wú)團(tuán)聚體組成的坯體相比,氣孔率大、生坯密度小,陶瓷的密度也小,陶瓷的燒結(jié)密度較低
顆粒的大?。寒?dāng)晶粒比較細(xì)小時(shí),磨損機(jī)理主要是發(fā)生塑性變形和部分穿晶斷裂,產(chǎn)生輕微磨損。晶粒比較粗大時(shí),磨損機(jī)理主要是發(fā)生晶界斷裂,產(chǎn)生嚴(yán)重磨損,所以晶粒越小陶瓷的耐磨性越好。因此應(yīng)盡可能使用顆粒尺寸小的三氧化二鋁原料,以便減小陶瓷的晶粒度。另外,小顆粒與大顆粒相比,顆粒比表面積或表面能相對(duì)
大,所以其燒結(jié)驅(qū)動(dòng)力大,燒結(jié)溫度低,同時(shí)燒結(jié)密度較高。
燒結(jié)制度
過(guò)高的燒結(jié)溫度和過(guò)長(zhǎng)的保溫時(shí)間都會(huì)促進(jìn)三氧化二鋁晶體生長(zhǎng),液相量增加,這樣不但強(qiáng)度下降,耐磨性
也會(huì)減弱。當(dāng)然溫度太低、燒結(jié)密度降低,瓷球的耐磨性下降。如果燒結(jié)溫度不合適,即使三氧化二鋁含量高,耐磨性也不一定好,關(guān)鍵取決于瓷球的物相組成和顯微結(jié)構(gòu)。采用低溫快燒技術(shù),可獲得顯著的節(jié)能效益,同時(shí)可抑制氧化鋁瓷球的晶粒長(zhǎng)大,有利于改善產(chǎn)品強(qiáng)度、韌性,從而提高瓷球的耐磨性。助燒劑影響低溫快
燒,一般采用SiO2-CaO-MgO三元系統(tǒng)的配方。
研究者在采用適當(dāng)?shù)奶砑觿┙档蜔Y(jié)溫度和提高耐磨性方面進(jìn)行了大量的研究,取得了重要進(jìn)展。在平均1-1.5微米的三氧化二鋁中添加18%-20%的Y-PSZ,在1650℃下燒制1h,其相對(duì)燒結(jié)密度達(dá)98.8%,磨損率僅為通常95瓷球的1/5-1/8。三氧化二鋁轉(zhuǎn)化率合適的粉體是極其重要的,轉(zhuǎn)化率高低對(duì)氧化鋁瓷球的質(zhì)量影響很大。若三氧化二鋁轉(zhuǎn)化率高,它的煅燒溫度相對(duì)較高,物料的硬度大增加了粉體的研磨難度,而且燒結(jié)活性小,若提高燒結(jié)溫度,不但增加成本還會(huì)出現(xiàn)晶粒長(zhǎng)大,不利于形成均勻的顯微結(jié)構(gòu),耐磨性反而下降。若三氧化二鋁轉(zhuǎn)化率低,它的煅燒溫度相對(duì)較低,物料的硬度減弱,研磨相對(duì)容易,燒結(jié)活性大,但由于晶型轉(zhuǎn)變制品產(chǎn)生收縮更大,造成瓷球的開(kāi)裂。 [5]
應(yīng)用