由于Mg合的高鋁澆注料在干燥過程中經常出現裂紋等問題,這是由于Mgo水化生成Mg(0H),而Mgo(αMg/co=3.5g/cm)和Mg(OH)、αMg(OH)、=2.3g/cm)的體積密度相差較大,水化反應會出現明顯的體積膨脹,導致樣品在維護和干燥過程中容易出現裂紋。為了利用Mgo的水化優勢,改善其缺點,可以通過以下三種方式:①在澆注料成分凝固前,更快地誘導Mg(0)2形成。此時,成型的澆注料仍有足夠的空間和一定的自由度來緩沖應力;②改變水化相的形狀,使其在設計的微觀結構中根據晶體生長;③利用螯合劑(如羧酸等。)增加Mgo表面的活化點,提高Mgo(OH)核鎂砂表面的成率,從而限制晶體的生長。
Mgo持續水化生成Mg(0H)的量越多,
澆注料在加熱過程中爆裂的風險就越大。Mg(0H)分解溫度在380℃左右,澆注料透氣性低時,加熱時澆注料中會聚集高蒸汽壓,造成澆注料爆裂損壞。
含有不同添加劑的Mgo基料漿
作為參考樣品的Mgo顯示了Mg次加熱到600T時MgO基料漿的TG-DS℃曲線。從圖中的失重率曲線可以看出,30℃保養24小時后的所有樣品在30-150℃范圍內迅速且大幅度失重,這是由游離水的去除引起的,300-400℃范圍內的失重是由水化相和添加劑的分解引起的。從中的DSC曲線可以看出,100℃附近的吸熱峰與游離水的去除有關,320-350℃的吸熱峰與少量的水化分解有關,350℃的放熱峰與鎂砂表面的羧酸分子解吸和OAS分解有關。從失重率曲線可以看出,110℃干燥24小時后,MgO-HO、MgO-AcF和MgO-SM樣品不存在游離水脫落和失重,而MgO-OAS和MgO-P樣品在80-200℃范圍內的小失重可能是由凝膠相分解或類似滑石相間的水脫落引起的。根據分析,有機鹽OAS遇水會產生水解,并與Mg,生絡合作,可抑制Mg(OH),從而有效控制鎂砂水化的負面影響。從DSC曲線可以看出,380℃左右的吸熱峰與Mg(OH)有關,30℃的吸熱峰與Mg3O(OH)4、Mg6Al有關。
(OH)18.5H/Mg6Al(OH)16(OH)、Mg3SiO5(OH)4(OH)4(OH)4(OH)4放熱峰與鎂砂表面的羧酸分子解吸和OAS分解有關。
Al澆注料-MgO的流動性和維護
達到目標流動值150%,澆注料(RefM-MP除外)加水量在3.9%,4.2%范圍內添加SioxX-Mag(SM)可以促進澆注料的流動性(流動值約為182%),縮短澆注料的維護時間;添加RefpacMIPORE20(MP)可以降低澆注料的流動性,延長澆注料的維護時間,增加OAS也可以延長澆注料的維護時間。
Al澆注料-MgO常溫抗折強度和顯孔率
30℃保養24小時和110℃烘干24小時后,All干燥O-MgO澆注樣品的常溫抗折強度和顯氣孔率。從圖可以看出,30℃保養24小時和110℃干燥24小時后,RefM-OAS樣品的常溫抗折強度大,干燥后強度約為(5.7±0.8)MPa,顯示孔率低;110℃干燥24小時后,RefM和RefM-PF樣品表面有裂紋,樣品的常溫抗折強度值很低,其余樣品處于中間水平。110℃干燥24小時后,所有樣品的顯孔率與30℃保養24小時后相差不大。
Alogo澆注料的高溫性能和抗渣性
采用110℃干燥24小時后的樣品,測試了30~1400℃范圍內一次加熱-冷卻過程中熱楊模量的變化,。從圖中可以看出,Re艦和Re艦-PF樣品的初始彈性模量E值低,這可能與樣品表面的裂紋有關。從30℃升溫到400℃,樣品彈性模量E值持續下降,主要與水化物和添加劑的分解有關。溫度>800℃,水化物分解產生的細小Mgo晶粒生長致密;溫度>1000℃,Mgo和All,Mgo反應生成Mgal,這些變化導致樣品彈性模量E值增加。Ref00℃冷卻到室溫的過程中,RefM和RefM-PF樣品的彈性模量E值相同,均較低。與初始彈性模量相比,樣品的終彈性模量E值增加了約150%。