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焦寶石基結構梯度耐火材料的設計及熱應力分析
發表時間:[2018-11-27]  作者:劉巍,曹喜營,馮海霞,陳建軍  編輯錄入:admin  點擊數:470

內容簡介

摘要:為了改善耐火材料的抗熱震性能,從梯度耐火材料的性能梯度和結構梯度出發,以焦寶石、α-Al2O3微粉和SiO2微粉為原料,磷酸二氫鋁溶液為結合劑,混練后的泥料分別在20、60、100和140MPa的壓力下成型,再于600℃保溫3h熱處理制成焦寶石基黏土磚,然后檢測不同成型壓力試樣的熱膨脹性、顯氣孔率、熱導率和彈性模量,并利用ANSYS有限元法對不同成型壓力試樣的性能漸變梯度(自身溫度場原位形成)和結構梯度(氣孔結構)進行疊加,在熱面溫度和冷面溫度分別為1300和500℃的邊界條件下,對疊加前后的結構進行溫度、應力、變形量的模擬分析研究。結果表明:1)試樣的熱膨脹系數隨溫度升高而逐漸降低,在設定邊界條件下的溫度場作用下,可以形成較適宜的性能漸變梯度;不同結構試樣的熱膨脹曲線有一定差異,可用于結構梯度耐火材料的設計。2)在性能漸變梯度與結構梯度疊加作用下,結構梯度D1(從高溫面到低溫面成型壓力增加)與結構梯度D2(從高溫面到低溫面成型壓力降低)相比,結構梯度D1的最大應力較小,沿Y軸負方向的最大變形量顯著降低;與均一結構相比,結構梯度D2的最大應力與最大變形量顯著增加,結構梯度D1的最大應力與成型壓力為60、100、140MPa的均一結構相比明顯改善。3)成型壓力..

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