FR3042496A1 - Utilisation de grains fondus de zircone - spinelle pour la fabrication de produits refractaires - Google Patents
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- C04B2235/78—Grain sizes and shapes, product microstructures, e.g. acicular grains, equiaxed grains, platelet-structures
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Abstract
Utilisation de grains fondus pour la fabrication de matériaux réfractaires, dans laquelle : - lesdits grains comprennent une matrice de l'eutectique zircone-spinelle enrobant des inclusions constituées essentiellement d'une phase zircone ou d'une phase spinelle, - lesdits grains présentent la composition chimique globale suivante, en pourcentages poids exprimés sous la forme d'oxydes : ○ plus de 45, 0% et moins de 95, 0% de ZrO2, ○ plus de 3,0% et moins de 40,0% d'Al2O3 ○ plus de 1,0% et moins de 20,0% de MgO, ZrO2, Al2O3 et MgO représentant ensemble au moins 95,0% du poids desdits grains.
Description
UTILISATION DE GRAINS FONDUS DE ZIRCONE - SPINELLE POUR LA FABRICATION DE PRODUITS REFRACTAIRES L'invention se rapporte à des grains fondus pour applications céramiques constitués majoritairement de zircone et de spinelle. L'invention se rapporte à l'utilisation de grains fondus pour la fabrication de produits réfractaires utilisés en particulier, mais pas uniquement, dans le domaine de la métallurgie, en particulier pour la fabrication de pièces réfractaires pour la fabrication ou la transformation de métaux ou alliages métalliques. Ils peuvent encore être utilisés comme revêtement pour des pièces métalliques ou encore dans les cas de contact entre une pièce céramique et un métal.
Dans la suite de la description, par commodité et conformément aux habitudes dans le domaine des céramiques, on décrira lesdits oxydes comprenant les éléments Al, Mg et Zr (ou autres) par référence aux oxydes simples correspondants, c'est à dire AI2O3, MgO, ZrC>2. Ainsi, dans la description qui suit, sauf mention contraire, les proportions des différents éléments dans les compositions chimiques globales des grains selon l'invention sont données par référence au poids des oxydes simples correspondants, rapportés en pourcentage poids par rapport à la totalité des oxydes présents dans lesdits grains, même si ceux-ci ne sont pas nécessairement présents sous cette forme simple dans lesdits grains. Par opposition on désigne dans la présente description une composition réellement présente d'un oxyde dans lesdits grains par « phase » ou « phase oxyde ». L'invention se rapporte à l'application, c'est-à-dire l'utilisation avantageuse de grains fondus d'une composition spécifique dans le domaine spécifique des produits réfractaires utilisés en métallurgie, c'est-à-dire pour l'élaboration des métaux ou alliages métalliques, en particulier pour la réalisation de collerette de busettes de coulée ou comme insert dans des plaques à tiroir. Il est cependant bien entendu que de tels grains, par les avantages qu'ils procurent, sont susceptibles d'être utilisés avantageusement dans de nombreuses autres applications du domaine des céramiques réfractaires, notamment dans tout domaine pour lequel une forte stabilité thermique et résistance à la corrosion, notamment à des températures supérieures à 1000°C, sont recherchées.
En particulier, de nombreuses zones de fours de fabrication ou de traitement des métaux ou de leurs alliages nécessitent l'utilisation de produits réfractaires résistants aux hautes températures.
Par exemples, les plaques tiroirs, ou « slide gates » selon le terme anglais, sont des pièces utilisées lors d'une coulée continue de l'acier pour ouvrir ou fermer des répartiteurs ou des orifices d'évacuation de poches de coulée en communication de fluide, via une buse coulissante (« sliding nozzle » en anglais), avec des lingotières.
Les busettes de coulée et les plaques à tiroir comportent actuellement des parties constituées de zircone, le plus souvent partiellement stabilisée.
La demande de brevet CN101786889 décrit par exemple des busettes constituées à partir de briques comprenant de 12 à 87% de zircone, 10 à 85 % d'un spinelle magnésium-aluminium et 3 à 15% d'un matériau supplémentaire choisi parmi le corindon, le zircon, la mullite ou leurs mélanges, en combinaison avec un liant organique.
Les briques élémentaires sont obtenues par frittage à une température supérieure à 1400°C d'un mélange initial de spinelle, d'oxyde de zirconium de pureté supérieure à 94% et du matériau supplémentaire précédemment décrit.
Les travaux menés par la société déposante ont cependant montré que de tels produits pouvaient, au fur et à mesure de leur utilisation, perdre de leur propriétés initiales de résistance en température et en particulier présenter des fissurations nécessitant leur remplacement.
Tout particulièrement, selon les recherches mesurées par la société déposante, il semble que cette diminution de la durabilité est directement liée à des modifications structurelles du matériau constituant le réfractaire, et plus particulièrement à la transformation cristallographique de l'oxyde de zirconium, même partiellement stabilisé, au cours des cycles de température successifs auxquels il est soumis. En particulier, il a été constaté par la société déposante une transformation progressive de la forme cubique ou tétragonale de la zircone, même lorsque celle-ci est partiellement stabilisée, vers la forme monoclinique. De façon connue, une telle transformation, de type martensitique, entraîne une microfissuration des grains constitutifs et par suite une dégradation du matériau lors de son retour à plus basse température.
Il existe ainsi encore à l'heure actuelle un besoin pour des matières premières (notamment sous formes de grains) pour la fabrication de tels matériaux réfractaires, notamment utilisés dans le domaine de la métallurgie, qui permettent d'améliorer après mise en forme la stabilité thermique desdits matériaux réfractaires.
Le but de la présente invention est de répondre à un tel besoin, c'est-à-dire de fournir des matières premières, sous forme de grains, qui permettent d'obtenir et d'utiliser, après leur mise en forme, des matériaux présentant une résistance améliorée aux variations de température imposées par leur utilisation notamment pour le coulage des métaux, ainsi qu'une plus grande durée de vie.
La présente invention se rapporte à utilisation de grains fondus pour la fabrication de matériaux réfractaires, dans laquelle : - lesdits grains comprennent une matrice de l'eutectique zircone-spinelle enrobant des inclusions constituées essentiellement d'une phase zircone ou d'une phase spinelle, - lesdits grains présentent la composition chimique globale suivante, en pourcentages poids exprimés sous la forme d'oxydes : o plus de 45,0% et moins de 95,0% de Zr02, o plus de 3,0% et moins de 40,0% d'Al203, o plus de 1,0% et moins de 20,0% de MgO,
Zr02, A1203 et MgO représentant ensemble au moins 95,0% du poids dudit grain.
Dans la présente description, sauf expressément autrement spécifié, tous les pourcentages sont donnés en poids.
Selon certains modes préférés de réalisation de la présente invention selon, qui peuvent bien évidemment être combinés entres eux le cas échéant, les grains fondus utilisés présentent les caractéristiques suivantes : - Lesdits grains étant constitués essentiellement d'une phase zircone et d'un oxyde de magnésium et d'aluminium de structure spinelle. - La composition chimique comprend plus de 68% poids de Zr02. - Ladite composition chimique comprend moins de 25% poids d'A1203 · - le rapport massique Al2C>3/MgO est compris entre 1,0 et 5,0, de préférence est compris entre 1,5 et 3. - Zr02, A1203 et MgO représentent ensemble plus de 98,0% du poids desdits grains. - Les grains fondus selon l'invention comprennent en outre, sur la base de l'oxyde, plus de 0,2% poids d'Y203. - Les grains fondus selon l'invention comprennent en outre, sur la base de l'oxyde moins de 4% poids d'Y203. - Les grains fondus selon l'invention comprennent en outre, sur la base de l'oxyde, plus de 0,2% poids de CaO. - Les grains fondus selon l'invention comprennent en outre, sur la base de l'oxyde moins de 4% poids de CaO. - Plus de 50% des inclusions constituées essentiellement d'oxyde de zirconium, présentent une plus grande dimension inférieure à 500 micromètres. - Les grains fondus selon l'invention comprennent moins de 5% poids, de préférence moins de 3% poids, d'une phase additionnelle d'alumine. - Les grains fondus selon l'invention comprennent moins de 5% poids, de préférence moins de 3% poids, d'une phase additionnelle de magnésie. - La (ou les) phase(s) spinelle représente(nt) entre 5% et 50%, en poids, desdits grains. - L'eutectique Zr02-spinelle représente entre 10% et 80%, en volume, desdits grains, par exemple entre 20 et 70% en volume, desdits grains. - Lesdits grains fondus comprennent une matrice de 1'eutectique zircone-spinelle enrobant des inclusions constituées essentiellement d'une phase zircone. - La composition chimique des grains comprend moins de 92% de Zr02, de préférence encore moins de 90% de Zr02. - La composition chimique des grains comprend plus de 70% de Zr02, de préférence encore plus de 72% de Zr02, voire plus de 75%, voire plus de 80% de Zr02, voire plus de 85% de Zr02. - La composition chimique des grains comprend moins de 20% d'Al203, voire moins de 18%, voire encore moins de 15% ou même moins de 12% d'Al203. - La composition chimique des grains comprend plus de 7% d'Al203, voire plus de 10% d'Al203. - La composition chimique des grains comprend moins de 13% de MgO, voire moins de 12% de MgO, voire même moins de 10% de MgO. - La composition chimique des grains comprend plus de 2% de MgO, voire plus de 4%, voire plus de 5% ou même plus de 7 9- / Ό · - La composition chimique des grains fondus selon l'invention comporte en outre plus de 0,2%, voire plus de 0,5%, voire plus de 1,0% d'Y203. - La composition chimique des grains fondus selon l'invention comporte en outre moins de 4,0%, voire moins de 3,0%, voire moins de 2,0% d'Y203. - La composition chimique des grains fondus selon l'invention comporte en outre plus de 0,2%, voire plus de 0,5%, voire plus de 1,0% de CaO. - La composition chimique des grains fondus selon l'invention comporte en outre moins de 4,0%, voire moins de 3,0%, voire moins de 2,0% de CaO. - La composition chimique des grains fondus selon l'invention comporte en outre moins de 2,0%, voire moins de 1,5%, voire moins de 1,0%, voire moins de 0,5%, voire moins de 0,4% de silice Si02. - Les grains fondus comprennent une phase zircone, et une phase spinelle, ces deux phases représentant ensemble plus de 80%, de préférence plus de 90% voire plus de 95% du poids des grains selon l'invention. - La ou les phase (s) zircone comprennent plus de 90% en poids d'équivalent ZrC>2, voire plus de 95% de ZrC>2, ou encore plus de 98% de Zr02. Par « phases zircone » on entend la somme d'au moins la zircone présente dans les inclusions et de la zircone présente dans 1'eutectique. - La ou les phase(s) zircone des inclusions comprennent en outre plus de 1%, voire plus de 2%, voire plus de 3% poids de MgO. - La ou les phase (s) zircone des inclusions est majoritairement, voire principalement sous forme cubique. Par majoritairement, on entend plus de 50% poids, voire plus de 60% poids. Par principalement, on entend plus de 80% poids, voire plus de 90% poids. - Ladite ou lesdites phases zircone représentent plus de 68%, voire plus de 70%, voire plus de 80%, voire plus de 85%, voire plus de 90% du poids des grains selon l'invention. Comme précédemment décrit, par « phases zircone » on entend la somme d'au moins la zircone présente dans les inclusions et de la zircone présente dans 1'eutectique. - Ladite ou lesdites phases zircones représentent moins de 95%, voire moins de 92%, voire moins de 90% du poids des grains selon l'invention, voire moins de 85% ou encore moins de 80% du poids des grains selon l'invention. - La ou les phases spinelle représentent plus de 5%, voire plus de 7%, voire plus de 10%, voire plus de 15%, voire plus de 20% du poids des grains selon l'invention. Par « phases spinelle » on entend la somme d'au moins la spinelle présente dans 1'eutectique et le cas échéant de la spinelle présente dans les inclusions. - La ou les phases spinelle représentent moins de 50%, voire moins de 45%, voire moins de 40% du poids des grains selon l'invention. - une phase additionnelle d'alumine est présente et représente moins de 5%, voire moins de 3%, voire moins de 1% du poids des grains selon l'invention. - une phase additionnelle d'oxyde de magnésium est présente et représente moins de 10%, voire moins de 5%, voire moins de 3% des grains selon l'invention.
Les pourcentages massiques telles que reportées précédemment des différentes phases cristallines présentes dans les grains fondus selon l'invention, en particulier de zircone (sous ses différentes formes) et de spinelle, peuvent être classiquement mesurées par diffraction des rayons et analyse Rietveld.
Un procédé de fabrication de grains fondus selon l'invention tels que décrits précédemment, comprend les étapes suivantes : a) mélange de matières premières pour former une charge de départ, b) fusion de la charge de départ jusqu'à obtention d'un liquide en fusion, c) refroidissement dudit liquide en fusion de manière que le liquide fondu soit entièrement solidifié jusqu'à obtention d'une masse solide, d) division, notamment par broyage, de ladite masse de manière à obtenir un mélange de grains.
Selon l'invention, les étapes c) et d) précédemment décrites ne sont pas forcément effectuées dans cet ordre. L'ordre des étapes c) et d) dépend en particulier de la technique utilisée pour l'obtention des grains. Par exemple, on procédera d'abord à l'étape c), par exemple en utilisant des moules CS tels que décrits dans le brevet US 3,993,119, puis à l'étape d) dans le cas où la division de la masse fondue consiste en un broyage. Alternativement, on procédera d'abord à l'étape d) puis à l'étape c) dans le cas où la division de la masse fondue consiste en un moulage tel que par exemple décrit dans la demande WO2012/045302.
Les matières premières sont choisies à l'étape a) de manière que les grains obtenus finalement soient conformes à l'invention.
Tout procédé conventionnel de fabrication de grains fondus peut être mis en œuvre, pourvu que la composition de la charge de départ permette d'obtenir des grains présentant une composition conforme à celle des grains selon l'invention. A l'étape b), on utilise de préférence un four à arc électrique, mais tous les fours connus sont envisageables, comme un four à induction ou un four à plasma, pourvu qu'ils permettent de faire fondre complètement la charge de départ. La cuisson est de préférence effectuée dans des conditions neutres, par exemple sous argon, ou oxydantes, de préférence à pression atmosphérique. A l'étape c) , le liquide en fusion est de préférence refroidi de manière lente, par exemple en une à plusieurs heure(s), jusqu'à obtention d'une masse solide la masse solide. A l'étape d) , la masse solide est broyée selon des techniques conventionnelles, jusqu'à l'obtention d'une granulométrie adaptée à son utilisation ultérieure.
Ladite charge de départ peut également comprendre des impuretés inévitables.
Par « impuretés », on entend les constituants inévitables introduits nécessairement avec les matières premières ou résultant de réactions avec ces constituants.
Les impuretés peuvent en particulier être introduites lors de l'étape préliminaire de fabrication des grains fondus. Les impuretés ne sont pas des constituants nécessaires, mais seulement tolérés. On considère qu'une teneur totale en impuretés inférieure à 2%, de préférence inférieure à 1%, ne modifie pas substantiellement les résultats obtenus.
Les produits réfractaires utilisés selon l'invention sont avantageusement obtenus par frittage ou consolidation de matières premières comportant ou constituées par les grains fondus précédemment décrits l'invention, lesdits grains étant frittés ou consolidés ensemble, notamment sous forme de briques, pour constituer les matériaux réfractaires constitutifs desdits produits. L'utilisation des matériaux ou produits réfractaires selon l'invention trouve ainsi plus particulièrement son application dans le domaine de la métallurgie, lesdits produits ou matériaux pouvant être avantageusement obtenus par frittage ou consolidation de matières premières comprenant ou constituées des grains fondus précédemment décrits.
Dans un mode alternatif l'invention concerne une utilisation des grains fondus pour la fabrication de matériaux ou produits réfractaires notamment dans le domaine de la métallurgie, obtenus par frittage ou consolidation de matières premières comportant une poudre de zircone et une poudre de grains fondus selon l'invention, ladite poudre de zircone et ladite poudre de grains fondus représentant ensemble plus de 90% poids desdites matières premières, voire plus de 95% poids desdites matières premières.
On donne les définitions suivantes :
Par matériau réfractaire, on entend, conformément à la norme ISO 836:2001 (point 107), un matériau ou produit non métallique (mais n'excluant pas les matériaux ou les produits contenant une certaine proportion de métal) dont les propriétés chimiques et physiques permettent son emploi dans un environnement à haute température.
Par exemple de telles hautes températures peuvent être supérieures à 600°C, notamment supérieures à 800°C, voire supérieures à 1000°C.
On appelle de façon qénérale « zircone » l'oxyde de zirconium ZrC>2; il comprend le plus souvent une faible quantité d'oxyde d'hafnium Hf02, sous forme d'impureté inévitable, cette quantité pouvant aller jusqu'à 2% de la quantité totale de zircone. Dans la composition chimique globale des grains selon l'invention, notamment telle que précédemment décrite, les pourcentages « ZrCU » correspondent en particulier à la quantité sommée d'oxyde de zirconium et de l'impureté inévitable Hf02.
Par opposition, on appelle « phase zircone » ou « phase d'oxyde de zirconium » une phase constituée de zircone (y compris les impuretés inévitables, notamment HfC>2) , ou de zircone partiellement ou entièrement stabilisée, notamment par du magnésium ou de l'yttrium.
On appelle « spinelle » les composés formés par la réaction entre l'oxyde de magnésium et l'alumine, souvent exprimés sous la forme MgAl204, et dont la structure cristallographique peut se décrire comme un empilement de type cubique d'ions 02~ dans lequel la moitié des sites octaédriques sont occupés par les cations Al et le quart des sites tétraédriques occupés par les cations Mg. Une telle structure cristallographique peut également accepter un excès de cations Al ou Mg en solution solide tout en restant un composé « spinelle » au sens de la présente invention.
Autrement dit, une phase de spinelle dans un grain fondu selon la présente invention peut s'éloigner sensiblement de la formulation spinelle classique MgAl204, c'est-à-dire d'une stœchiométrie 1:1 du rapport molaire entre AI2O3 et MgO.
On appelle « eutectique zircone-spinelle » une microstructure obtenue à partir du point eutectique correspondant, dans le diagramme pseudo-ternaire Zr02/MgAl204, à un point de composition voisin de 59% molaire de zircone et de 41% molaire de spinelle MgAl204, et dont la température de fusion est voisine de 1830°C (point invariant du diagramme de phase pour lequel la réaction liquide vers solide est complète).
La structure cristallographique d'un tel eutectique est visible sur les deux clichés de microscopie électronique reportés sur les figures 1 et 2 ci-jointes.
La figure 1 est un premier cliché de microscopie électronique de la microstructure d'un grain fondu utilisé selon l'invention.
La figure 2 est un premier cliché de microscopie électronique de la microstructure du même grain fondu que sur la figure 1, mais à plus fort grossissement. A très fort grossissement (figure 2), on observe que la matrice faite de la composition eutectique précédente et présentant une structure cristallographique la phase de zircone est dispersée très finement, sous forme de bâtonnets ou de fibres, dans la phase spinelle. Une telle structure est caractéristique d'une phase eutectique obtenue à partir de deux types cristallins.
On appelle « grains fondus » des grains obtenus par un procédé de fabrication comportant au moins une étape de fusion, une étape de solidification et une étape de division, notamment par broyage, par moulage ou tout autre moyen connu équivalent. L'utilisation selon l'invention est généralement mise en œuvre à partir d'une poudre constituée par un ensemble de grains tels que décrits précédemment, dont la granulométrie est adaptée à la fabrication dudit matériau réfractaire.
On appelle « fusion » d'un mélange de précurseurs ou d'oxydes, un traitement thermique à une température suffisamment importante pour que tous les constituants du mélange se retrouvent à l'état fondu (liquide).
De façon classique dans le domaine des céramiques, on appelle « frittage » d'un ensemble de grains, un traitement thermique permettant la jonction et le développement de leurs interfaces de contact par mouvement des atomes à l'intérieur et entre les grains, au sens indiqué dans la norme ISO 836:2001 (point 120) .
La température de frittage des grains fondus est normalement comprise entre 1100°C et 1500°C, notamment entre 1300° et 1500°C.
Alternativement, on entend par consolidation un traitement thermique des grains à une température plus modérée propre à la simple mise en forme d'une pièce céramique, sans liaisons fortes cependant entre les interfaces des grains, par opposition au procédé de frittage précédemment décrit, la liaison pouvant être assurée par un liant, par exemple une résine phénolique.
La température de consolidation des grains fondus est normalement comprise entre 500°C et 1100°C, notamment entre 600°C et 1000°C.
La taille des grains est mesurée selon les techniques bien connues de granulométrie laser jusqu'à 20 micromètres puis par des techniques classiques de tamisage au-delà de 20 micromètres. L'invention et ses avantages seront mieux compris à la lecture des exemples non limitatifs qui suivent. Dans les exemples, tous les pourcentages sont donnés en poids.
Exemples : L'exemple 1 comparatif est une poudre de zircone partiellement stabilisée à l'oxyde de magnésium. Cet exemple est caractéristique des matières premières utilisées aujourd'hui pour la fabrication d'éléments réfractaires dans le domaine de la métallurgie, notamment pour le coulage des aciers. L'exemple 2 comparatif est un mélange de la poudre de zircone partiellement stabilisée utilisée dans l'exemple 1 avec une poudre de spinelle comportant environ 72% de AI2O3 et 28% de MgO.
Les exemples 3 et 4 selon l'invention sont préparés à partir des proportions nécessaires des matières premières suivantes : - Alumine AR75 comportant plus de 98% d'Al2C>3, commercialisée par la société Alcan, - MgO commercialisée par la société Altichem comportant plus de 98% de MgO, - Zircone avec un taux de pureté supérieur à 98%.
Le mélange des réactifs initiaux ainsi obtenu est électrofondu au four à arcs électriques, sous air. Le mélange fondu est coulé en lingot. Le lingot refroidi obtenu est broyé et tamisé pour obtenir une poudre de grains fondus dont le diamètre est similaire à celui des poudres utilisées dans les exemples 1 et 2.
Les échantillons selon les exemples 1 à 4 sont ensuite analysés. La composition chimique globale des grains, indiquée en pourcentages poids sur la base des oxydes, a été déterminée par fluorescence des rayons X. Les résultats sont regroupés dans le tableau 1 qui suit.
Tableau 1 L'analyse qualitative des phases présentes dans les grains selon les exemples 1 à 4 est ensuite déterminée par diffraction des rayons X. Les résultats sont regroupés dans le tableau 2 qui suit :
Tableau 2
La résistance en température est évaluée en comparant les phases détectées avant et après avoir placé les échantillons des exemples 1 à 4 pendant 1 heure à 1400°C, c'est-à-dire à une température inférieure à la température de frittage minimale décrite dans la demande de brevet CN101786889, paragraphe [0012].
De telles conditions apparaissent également représentatives des conditions subies par un matériau
constitué à partir des différents grains lors de son utilisation en particulier comme pièce réfractaire en métallurgie.
Comme indiqué précédemment, la résistance en température dudit matériau est liée au taux de transformation de la phase zircone depuis la forme cubique ou tétragonale vers la forme monoclinique lors d'un cycle comportant un montée et une descente en température, cette transformation entraînant de façon connue une microfissuration des grains constitutifs du matériau et par suite une dégradation des propriétés macroscopiques de celui-ci, comme expliqué précédemment.
Plus précisément, pour chaque exemple, on détermine par diffraction des rayons X le taux de zircone monoclinique avant et après le test. Les résultats sont regroupés dans le tableau 3 qui suit.
Tableau 3
Les résultats reportés dans le tableau 3 montrent que les grains fondus utilisés selon l'invention présentent une stabilité très améliorée par rapport aux exemples comparatifs. En réduisant les changements de phases, en particulier le passage de zircone cubique ou tétragonale à zircone monoclinique, on évite les variations dimensionnelles associées et ainsi les risques de fissuration des produits réfractaires comprenant ou constitués par ces grains.
La microstructure des grains obtenus selon l'exemple 4 a été observée par microscopie électronique.
La composition des différentes phases constituant les grains peut être obtenue par spectrométrie de longueur d'onde (microsonde de Castaing ΕΡΜΑ). Cette mesure permet de confirmer les observations visuelles et de préciser les compositions des différentes phases et inclusions observées sur les clichés de microscopie électronique des figures 1 et 2 .
Les clichés sont reportés sur les figures 1 et 2. La microstructure, très différente de celles observées jusqu'ici sur des grains obtenus par frittage à l'état solide, présente deux régions très différentes et parfaitement observable au microscope : - Une matrice (1) présentant une disposition alternée de phase zircone et de phase spinelle, sous forme de fibres ou de bâtonnets de très faible épaisseur. Cette structure très fine est caractéristique d'une phase eutectique obtenue à partir de deux types cristallins. - Des occlusions (2) d'une phase zircone, enrobées dans ladite matrice de 1'eutectique.
Sans que cette explication puisse être considérée comme définitive, la stabilisation de la zircone observée pourrait donc être liée à cette microstructure particulière obtenue grâce à la composition chimique globale en les différents oxydes telle que décrite précédemment et en particulier à la présence de la phase eutectique ZrCt-Spinelle entourant des occlusions de zircone ou de spinelle, de préférence de zircone. Grâce à une telle microstructure, il devient possible d'utiliser des matériaux comprenant de très forts taux de zircone pour la fabrication de matériaux réfractaires.
Claims (12)
- REVENDICATIONS1. Utilisation de grains fondus pour la fabrication de matériaux réfractaires, dans laquelle : - lesdits grains comprennent une matrice de l'eutectique zircone-spinelle enrobant des inclusions constituées essentiellement d'une phase zircone ou d'une phase spinelle, - lesdits grains présentent la composition chimique globale suivante, en pourcentages poids exprimés sous la forme d'oxydes : o plus de 45,0% et moins de 95,0% de Zr02, o plus de 3,0% et moins de 40,0% d'Al203 o plus de 1,0% et moins de 20,0% de MgO, Zr02, A1203 et MgO représentant ensemble au moins 95,0% du poids desdits grains.
- 2. Utilisation de grains fondus selon la revendication 1, pour la fabrication de matériaux réfractaires pour la métallurgie.
- 3. Utilisation de grains fondus selon l'une des revendications précédentes pour la fabrication de matériaux réfractaires, notamment pour la métallurgie, ledit matériau étant obtenu par frittage de matières premières comprenant lesdits grains fondus ou constituées par lesdits grains fondus.
- 4. Utilisation de grains fondus selon l'une des revendications précédentes pour la fabrication de matériaux réfractaires notamment pour la métallurgie, ledit matériau étant obtenu par consolidation de matières premières comprenant lesdits grains fondus ou constituées par lesdits grains fondus.
- 5. Utilisation des grains fondus selon l'une des revendications précédentes pour la fabrication de matériaux ou produits réfractaires notamment dans le domaine de la métallurgie, obtenus par frittage ou consolidation de matières premières comprenant une poudre de zircone et une poudre desdits grains fondus, ladite poudre de zircone et ladite poudre de grains fondus représentant ensemble plus de 90% poids desdites matières premières.
- 6. Utilisation de grains fondus selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle la composition chimique des grains fondus comprend plus de 68% poids de ZrC>2.
- 7. Utilisation de grains fondus selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle la composition chimique des grains fondus comprend moins de 25% poids d'Al203.
- 8. Utilisation de grains fondus selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle le rapport massique Al203/Mg0 dans les grains fondus est compris entre 1,0 et 5,0, de préférence est compris entre 1,5 et 3.
- 9. Utilisation de grains fondus selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle ZrÛ2, A1203 et MgO représentent ensemble plus de 98,0% du poids desdits grains.
- 10. Utilisation de grains fondus selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle lesdits grains fondus comprennent en outre, sur la base de l'oxyde, plus de 0,2% et moins de 4% poids d'Y203.
- 11. Utilisation de grains fondus selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle lesdits grains fondus comprennent en outre, sur la base de l'oxyde, plus de 0,2% et moins de 4% poids de CaO.
- 12. Utilisation de grains fondus selon l'une des revendications précédentes, dans lesquels la phase spinelle représente entre 5% et 50%, en poids, desdits grains.
Priority Applications (9)
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