納米氧化鋁對耐火材料的力學性能影響

納米粉體材料具有以下優(yōu)良的性能：極小的粒徑、大的比表面積和高的化學活性，可以顯著提高材料的燒結(jié)致密化程度、節(jié)省能源。在耐火材料中加入一定量的納米粉末，材料的強度和韌性會顯著提高，耐火材料的其它性能也得到極大改善。一般認為納米粉體對耐火材料力學性能的影響因素有以下幾點：

(1)晶粒細化因素。在耐火材料中加入納米粉體可抑制基體晶粒的長大，使組織結(jié)構(gòu)均勻化，從而改善材料的力學性能。

(2)微結(jié)構(gòu)因素。在微米體系中，微米尺度的第二相顆粒分布在基體晶界處。在微米一納米復合材料中，除一定量納米顆粒仍處于基體晶界上外，大部分納米顆粒在基體中形成內(nèi)晶型結(jié)構(gòu)。內(nèi)晶型結(jié)構(gòu)的形成對材料力學性能有以下影響：①殘余應力引起裂紋偏轉(zhuǎn)或裂紋被釘扎來提高材料的斷裂功從而提高材料韌性;②微米晶粒的潛在納米化?！皟?nèi)晶型”結(jié)構(gòu)的形成使基體內(nèi)產(chǎn)生大量的亞晶界和潛在微裂紋，亞晶界的產(chǎn)生使基體更加細化是材料強度進一步提高的主要原因之一;③納米化效應有利于穿晶斷裂的誘發(fā)。穿晶斷裂的誘發(fā)一方面是由于晶體內(nèi)納米顆粒的釘扎作用，使基體主晶界強化;另一方面是晶內(nèi)納米顆粒引起的基體晶粒納米效應。由于以上效應使主晶界強化，主裂紋不沿微米基體晶界擴展而沿基體晶粒內(nèi)擴展，而在晶內(nèi)納米顆粒附近存在的殘存應力場，會使裂紋發(fā)生偏轉(zhuǎn)、釘扎，從而使裂紋擴展路徑十分曲折、復雜且多處受阻。因此，認為誘發(fā)穿晶斷裂是使材料增強增韌的重要因素。

納米粉在耐火材料領域的應用，雖是超微粉在耐火材料領域應用的推廣和延伸，但這方面的工作報道較少，有待進一步的研究工作。對不定形耐火材料應著重研究納米粉的團聚性、尺寸形狀和流變特性。對定型耐火材料應側(cè)重研究納米粉表面活性和尺寸效應對制品燒結(jié)性和力學性能的影響。

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