摘要：为了改善耐火材料的抗热震性能,从耐火材料成分梯度出发,以普通焦宝石、α-Al2O3微粉、硅灰和广西白泥为原料,以磷酸二氢铝溶液为结合剂,经混练、成型、烘干后,在600°C下保温3h热处理,制备焦宝石基黏土砖.利用ANSYS有限元法对黏土质耐火材料性能渐变梯度(自身温度场原位形成)和成分梯度(广西白泥含量)进行叠加,在热面温度和冷面温度分别为1300和500°C的边界条件下对叠加前后的结构进行温度、应力的模拟分析研究.结果表明:黏土砖热膨胀系数呈现随温度升高逐渐降低,在温度场作用下,可以形成性能渐变梯度;不同白泥含量试样的热膨胀曲线有一定差异,热应力有减小趋势,可用于成分梯度耐火材料的设计;在性能渐变梯度与成分梯度叠加作用下,成分梯度N22(从高温面到低温面广西白泥含量减小)与N11(从高温面到低温面广西白泥含量增大)相比,最大应力较小;与均一结构相比,成分梯度N22最大应力显著降低,对试样热应力改善明显;广西白泥的加入对试样热膨胀性能的改变有限,需要对其物相梯度和成分梯度进行进一步优化,使试样热膨胀曲线与理想曲线接近或一致.
