用于钢水定氧mgopsz相变特性对抗热震性的影响研究

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1、武汉科技大学硕士学位论文第1页摘要用于钢水定氧的氧探头除了要满足良好的导电性能的要求外，还需要满足抗热震性的要求，而氧探头中最重要的是MgO．PSZ管的抗热震性，其优劣直接影响着钢水定氧的成败。本文首先以共沉淀法为基础，探索不同的粉体制各工艺制备复合掺杂其他氧化物的8m01％MgO．PSZ(理论含量)粉体，并分析了沉淀剂pH值和洗涤介质对粉体中MgO含量的影响。然后分别采用干压成型和挤压成型制备了西10mm柱状试样和长约40mm的棒状试样，探讨了粉体的最佳制备工艺及试样的烧结和热处理工艺，用x射线衍射仪定性和定量分析了相组成

2、，用热膨胀仪测定了试样的热膨胀曲线，并用扫描电镜观察了试样的显微结构。最后用注射成型机把MgO．PSZ粉体注射成管状，按所探讨的工艺处理，并组装成探头，进行了模拟抗热震性试验。试验研究结果表明采用直接共沉淀法复合掺入Ce02、Y203及CaO的MgO．PSZ试样在1700℃烧结0．5h可以达到所需要的致密度和相组成。先经1420℃保温2h，再经1100℃保温6h两步热处理的试样，在烧结试样得到的立方相氧化锆基(c．Zr02)的晶内和晶界处析出细小的单斜相，使得试样表现良好的热膨胀特性。两步热处理，高温段，在立方相基体和晶界处

3、析出细小的四方相颗粒；低温段，较大的四方相将转变为单斜相，而细小的四方相将被保留下来，可以很好地控制MgO．PSZ的相比例和相结构，在一定程度上优于一步热处理。模拟抗热震性试验也证实了这一结果。关键词：MgO-PSZ；热处理；热膨胀特性；抗热震性第1I页武汉科技大学硕士学位论文AbstractTheprobeformonitoringoxygendissolvedinmoltensteelsshouldmeettheneedofthermalshockresistanceaswellastheneedofgoodelectr

4、icalconductivity．ThemostimportantpartisthethermalshockresistanceofMgO-PSZtubewhichdirectlyaffectstheSUCCESSofmonitoringoxygen。Firstly,thispaperexploreddifferentpreparationprocessesofpowertoCO—dopeotheroxidesinto8m01％Magnesiapartially-stabilizedzirconia(MgO-PSz)base

5、doncoprecipitationmethod．TheeffectsofpHvalueofprecipitantandwashingmediumsontheMgOcontentinpowderhavealsobeenanalyzed．Then，毋10mmcolumnspecimensandrodsampleswithalengthofabout40mmhavebeenrespectivelyproducedbydry-pressandextrusionmoulding．Andtheoptimumpreparationpro

6、cess，thesinterprocessandheat-treatmentprocessofthespecimenwereexplored．X—raydiffractionanalyseshavebeencardedouttOstudythephasesqualitativelyandquantitively．Dilatometryandscanningelectronmicroscopyobservationshavealsobeenperformed．Atlast，theMgO-PSZpowderwasshapedin

7、totubesbyinjectionmachine．Thenthetubestreatedwithtechnicsthathadbeenexploredwereassembledintoprobesandweretestedinthesimulationtestofthermalshockresistance．ExperimentssuggestthattheMgO-PSZsamplesdirectlyCO-droped谢儇Ce02，Y203andCaObythecoprecipitationmethodcouldgeten

8、oughdensityandsuitablephasesaftersinteredat董700℃forhalfanhour．Inthesamplesholdedat1420℃for2hoursandthenatl100℃for6hours，thefinem—phasesprecipitat