1. Mecanismo de nano-alumina em Refratário

A aplicação da nanotecnologia em Refratário é principalmente a aplicação de nano-alumina. Devido ao seu pequeno tamanho e grande proporção de átomos de superfície, a nanoalumina possui alta energia de superfície, alta atividade, instabilidade e facilidade de combinação com outros átomos. A nanoalumina é usada principalmente em refratários amorfos e alguns refratários especiais. A adição de nanoalumina ao Refratário amorfo na forma de aglutinantes e aditivos, usando os efeitos de superfície e interface da nanoalumina para reduzir a quantidade de cimento usado, reduzindo assim a quantidade de água adicionada e reduzindo ingredientes nocivos, melhora algumas propriedades mecânicas de moldável. No Refratário, a nanoalumina é introduzida como um microaditivo, que pode melhorar a sinterabilidade e a microestrutura do produto, afetando assim as propriedades mecânicas do produto.

2. Efeito nas propriedades mecânicas

O material de nanoalumina tem as seguintes excelentes propriedades: pequeno tamanho de partícula, grande área de superfície específica e alta atividade química, pode melhorar o grau de densificação da sinterização, economizar energia; A densificação e a homogeneização da estrutura refratária podem melhorar o desempenho e a confiabilidade dos materiais, e a composição e a estrutura dos materiais podem ser controladas a partir do nível estrutural dos nanomateriais (1-100 mm). jogar com as propriedades potenciais do material. Além disso, como o tamanho da partícula do Refratário determina a microestrutura e as macropropriedades do material, quanto menor o tamanho da partícula, menor o tamanho do defeito, se as partículas forem empilhadas uniformemente, a contração de sinterização é consistente e os grãos são crescido uniformemente, a resistência do material preparado é correspondentemente maior, o que pode apresentar algumas propriedades únicas que grandes materiais granulares não possuem. A adição de uma certa quantidade de nanoalumina ao refratário melhora significativamente a resistência e a tenacidade do refratário, bem como outras propriedades. Geralmente considera-se que os nanopós têm os seguintes efeitos nas propriedades mecânicas do refratário.

(1) fator de refinamento de grão. A adição de nanomateriais ao Refratário pode inibir o crescimento dos grãos da matriz, homogeneizar a microestrutura e melhorar as propriedades mecânicas dos materiais.

(2) fatores microestruturais. No sistema Micron, as partículas da segunda fase na escala Micron são distribuídas no limite de grão da matriz. Em materiais micro-nanocompósitos, a maioria das nanopartículas forma uma estrutura cristalina interna na matriz, exceto por uma certa quantidade de nanopartículas que ainda estão no limite de grão da matriz, conforme mostrado na Fig. 1. A formação da estrutura cristalina interna tem o seguinte efeitos nas propriedades mecânicas do material.

1) a deflexão da trinca ou pinagem causada pela tensão residual pode aumentar o trabalho de fratura e melhorar a tenacidade do material.

2) nanocristalização potencial de grãos de mícron. É uma das principais razões para melhorar a resistência do material que a formação da estrutura do “Cristal Interno” causa muitos limites de sub-grãos e potenciais limites de sub-grãos de microfissuras na matriz.

3) o efeito nanocristalino é benéfico para a indução de fratura transgranular. Por um lado, a fratura transgranular é induzida pela fixação de nanopartículas no cristal, o que fortalece o principal limite de grão da matriz; por outro lado, é causada por nanopartículas no cristal. O contorno de grão principal é reforçado, a trinca principal não se propaga ao longo do contorno de grão da micromatriz, mas se propaga ao longo do grão da matriz. O campo de tensão residual próximo às nanopartículas no grão faz com que a trinca se desvie e se fixe, o que torna o caminho de propagação da trinca muito complicado e bloqueado em muitos lugares. Portanto, considera-se que a fratura por explosão é um fator importante para fortalecer e endurecer o material.