水泥结合刚玉质浇注料的断裂行为研究新进展

《Journal of the European Ceramic Society》刊发我平台李亚伟教授团队最新研究成果：用楔形劈裂试验和数字图像关联法研究水泥结合刚玉质浇注料的断裂行为 “Investigation of fracture behavior of cement-bonded corundum castables using wedge splitting test and digital image correlation method”。

论文第一单位是武汉科技大学省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室，第二单位是武汉科技大学高温材料与炉衬技术国家地方联合工程研究中心。通讯作者李亚伟教授，博士生潘丽萍为第一作者，贺铸教授、李宝宽教授、青年教师王庆虎、朱天彬、戴亚洁及徐小峰博士为共同作者。

图1  实验示意图（a）楔形劈裂实验示意图（b）DIC实验图

图2 反演算后的力位移曲线图（a）在不同温度处理的5 wt%试样（b）1600 ℃烧后不同水泥含量试样

图3  1600 ℃烧后试样x方向应变图（（a）5 wt%（b）10 wt% （c）15wt%）

论文简介：为了研究水泥结合刚玉浇注料的断裂行为，本文采用劈裂法和数字图像相关技术对不同水泥含量和预处理温度的浇注料进行了对比研究。结果表明，显微结构提高了材料的力学性能，从而影响了材料的断裂能、最大载荷和断裂模式。在1600℃处理和水泥含量为10 wt%时，由于生成了适量的CA₆，浇注料表现出最高的断裂能和最大载荷。 在110℃和1100℃处理的试样，裂纹以基质内和沿界面扩展为主，而在1600℃处理的试样，裂纹以骨料内的扩展为主。这种扩展方式使该浇注料呈现较大的脆性，然而，水泥含量的增加可以降低其脆性，这是由于x方向有最大应变、主裂纹长度最大和基质内裂纹扩展的比例最高引起的。

该项研究得到了中国国家自然科学基金委面上基金（No. 51872211）、青年基金（No. 51802230; No. 51702240）；湖北省中央引导地方科技发展专项计划（2019ZYYD076）及湖北省教育厅科研计划项目（B2019002）的支持。

 附：论文链接 https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2019.11.081