煅烧棕刚玉的优良性能市场前景及判断方法

2018年12月06日

棕刚玉锻烧后的颜色对棕刚玉的消费者和制造者都是一个再现性的质量标志。当棕刚玉在氧化气氛中煅烧之后,棕刚玉的棕色颗粒即变成兰色,是固溶的ti2o3导致兰色的出现。ti2o3是钛能够固溶于α-氧化铝晶粒中的-的氧化物,同时,tio2又是钛的热动力稳定性-的氧化物。在1000℃以上,氧能够扩散到α-氧化铝晶粒里,将ti2o3氧化成更稳定的tio2。然后包裹在α-氧化铝晶粒体中。
  
  为什么棕刚玉煅烧后会变成蓝色呢?
    tio2的核继续聚结并以与温度相关的速率生长。一旦二氧化钛晶粒达到0.01至0.1μ大小,它们就开始散射类似于胶体悬浮物的光。这种以兰色光的较短波长有选择的散射,使α-氧化铝晶粒呈兰色。这种小颗粒的光的有选择散射,称为“坦道尔(tyndall)效应”。如果t io2的核允许长大到约0.1μm,它们就不再仅散射兰光了,而将散射光的所有波长,经过热处理的棕刚玉将会变成浅灰色。
    只有含固溶氧化钛(ti2o3)的棕刚玉才会出现煅烧兰色。低ti2o3含量的棕刚玉不会变兰。像颗粒材料的许多特性一样,煅烧后变兰是样品所有颗粒的平均颜色。例如:在一种锻烧后的棕刚玉样品中,兰色颗粒所占比例为典型二氧化钛(tio2)含量技术条件2. 4%~3.0%的高到中等范围,而非兰颗粒则低于技术条件的下限。可能存在某种棕刚玉,其化学成分在典型的技术条件范围之内,但煅烧后却不会发兰,那是因为它多数是低二氧化钛颗粒的混合物,掺杂了一些高二氧化钛颗粒。
  
  为什么煅烧棕刚玉更能得到消费者的青睐呢?
    一些棕刚玉制造商在棕刚玉中添加约0.25%的mgo,借以控制棕刚玉煅烧后的颜色,含有这种氧化镁添加剂的棕刚玉趋于具有更深的,更一致的煅烧兰色。推测这是因为mgo抑制了tio2晶粒的生长,使其尺寸保持在能使兰光散射的范围之内。
    棕刚玉的韧性随着tio2晶核的生长而增强。均匀弥散在α-氧化铝晶粒内部的tio2相使颗粒增韧。在一种陶瓷材料中弥散着很好地隔离的第二相是一个大家熟知的材料增韧的机理。韧性增强-的点在棕刚玉发出兰色之前。兰色不仅对棕刚玉的消费者的商品化是重要的,而且它还表明此时棕刚玉已经充分地煅烧到了增加其韧性的程度。 
  
  如何检验棕刚玉是否经过煅烧处理呢?
    可以通过热处理棕刚玉样品来确定α-氧化铝晶体中氧化钛的含量。检验的样品是把单一粒度的棕刚玉与少量的纯净陶瓷结合剂混合,再将混合物倒入模子里压成片,然后在控制氧化条件下焙烧该片。如果后这个片没有变兰,应把同样粒度号样品再提交化学分析。建议棕刚玉做若干粒度的煅烧颜色检验。

来源:登封市燎原磨料磨具厂

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