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矿化剂对莫来石质偏转磁芯承烧座性能的影响

论文核心提示:

以电熔莫来石颗粒、莫来石细粉以及生粘土为主要原料,α-Al2O3微粉和矿化剂MgCO3、CaCO3、BaCO3为添加剂,经配料、混练、成型后,在1 460 ℃保温3 h条件下烧成,合成出莫来石质偏转磁芯承烧座,并检测试样吸水率、显气孔率、体积密度及烧后线变化率,同时进行显微结构分析。研究了单独添加MgCO3、CaCO3、BaCO3以及三种矿化剂两两复合对莫来石质偏转磁芯承烧座性能的影响,结果表明:使用MgCO3、CaCO3、BaCO3三种矿化剂均能起到矿化作用,改善制品的烧结性能,从单种加入来看,以添加3% BaCO3的矿化效果最好,其体积密度2.20 g/cm3为最高、显气孔率28.7%为最低,明显提高了试样的烧结性能。复合加入以添加3%BaCO3和3%CaCO3的7#试样效果更为明显,其显气孔率最低,体积密度最大,烧结程度最好,这有利于提高承烧座的抗热震性和使用寿命.   关键词:矿化剂;莫来石; 偏转磁芯承烧座

论文关键字:

 Effects of Mineralizer on Properties of Mullite Deflection Magnetic Cores
  LIU Zhen-ying
  (School of Materials Science and Engineering, Anhui University of Science and Technology, Huainan Anhuui 232001, China)
  Abstract: Deflectionyokecores were prepared by using fused mullite grain,mullite micropowder and clay as main starting materials, adding α-alumina micropowder and mineralizer(MgCO3, CaCO3, BaCO3), by batching, mixing, shaping, and baked at 1 460 ℃ for 3 hours. Water absorption, apparent porosity, density, linear contraction after baking were tested and the specimens were analyzed by SEM. Effects of single additive of MgCO3, CaCO3 or BaCO3 and combination by any two of the three kinds of mineralizer were studied. Theresultsshowed that mineralizer MgCO3, CaCO3 or BaCO3 can improve performance of sintering. It can be seen from the study that 3% BaCO3 has best effect as single additive, the bulk density 2.20 g/cm3 is the biggest, apparent porosity 28.7% is the smallest. When adding 3% BaCO3 and 3% CaCO3, the effect is the best, apparent porosity is the smallest, bulk density is the biggest; agglomeration is the best, which is propitious to improve thermal shock resistance and working life of deflection magnetic cores.
  Key words: mineralizer; mullite; deflection magnetic cores
  
  近年来随着我国磁性材料的迅速发展,承烧座也得到了广泛的应用,承座烧是用来承载偏转磁芯生坯在高温下烧成的部件,其工作温度为1 350 ~1 400 ℃,承座烧在使用时,要在高温下承受偏转磁芯的重量,以固定其外型,以及在生产中制品要通过预热,烧成,冷却这样的过程,所以承座烧受热冲击和有害气体的侵蚀比较严重,并承受多次的冷热循环,其使用条件十分恶劣,大大降低承座烧的使用受命,严重影响了偏转磁芯的生产。多年的生产实践证明,承座烧的质量对偏转磁芯生产合格率的影响很大,要使偏转磁芯的生产合格率达到较高水平,采用性能优良的承座烧是必要的前提条件。承座烧不但要有很好的常温和高温耐压强度,还应该具有优异的抗热震性,高荷重软化温度和抗蠕变性,能有效防止偏转磁芯在烧结时的变形。目前,国产承烧座使用情况较好的寿命在40次左右,而国外某厂家承烧座的使用寿命可达100次以上,国内外产品质量相差悬殊。因此制备性能优异的承烧座势在必行。
  1 试验部分
  1.1 原料
  本试验采用的原料有:电熔莫来石颗粒、莫来石细粉、生粘土、α-Al2O3微粉以及MgCO3、CaCO3、BaCO3(均为分析纯,粒度<1.2 μm)三种矿化剂,原料的主要化学成分见表1。
  1.2试样的制备及测试
  在试验中,按照电熔莫来石颗粒30%,莫来石细粉46%,生粘土21%,A12O3微粉为3%的配比进行配料,固定主要原料的配比不变,仅调整各种矿化剂的加入比例,具体的配方见表2。
  按比例加入各种矿化剂之后,再外加7%~8%的质量浓度为1%~2%羧甲基纤维素溶液作为结合剂,采用gs-21.5型胶砂混炼机混合均匀,混练好的物料在nyl-60型液压机下以6 MPa的压力压制成Φ36 mm×50 mm的圆柱体试样,再在110 ℃的温度下干燥24 h,然后放入箱式电炉中烧成到1 460 ℃,并保温3 h,随炉冷却。烧后试样分别根据BG/T2997-1982、BG/T3001-1982标测烧后试样的吸水率、显气孔率、体积密度及烧后线变化率,用XL20 型电子显微镜进行显微结构分析。
  2结果与讨论
  试样在1 460 ℃烧后保温3 h,测吸水率、气孔率及体积密度以及线变化如表3所示。
   由表3可以看出:
  (1) 添加单一添加剂MgCO3、CaCO3、BaCO3的试样2#、3#、4#的吸水率、气孔率较无矿化剂的试样1#均有不同程度的降低。可见三种矿化剂的加入均能改善试样的烧结状况,以添加3% BaCO3的4#试样矿化作用最明显,其体积密度2.20 g/cm3为最高,显气孔率明显降低,大大提高了试样的烧结性能。其主要原因是:在高温下钡长石所形成的液相包围了颗粒,填充了气孔,使得制品气孔率降低,体积密度增大,从而降低了烧结温度,制品达到了烧结。  

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