主晶相是构成材料结构主体的晶相,其晶体结构稳定性直接影响材料的性能。在
固溶体中,主晶相作为溶剂相维持基本晶体结构,溶质原子通过置换或间隙方式融入其中。
耐火材料中主晶相具有高熔点特性,其性质、数量及结合状态直接决定材料性能,如
镁砖主晶相为
方镁石(MgO),
镁铝砖主晶相为镁铝尖晶石。
氧化铝陶瓷以α-Al2O3为主晶相,含量达75%-99%时分别应用于刀具、电子基板等领域。铸造陶瓷材料主晶相包含硅氟云母与
磷灰石等类型。
主晶相是固体材料微观结构中含量最高、占据主导地位的结晶相,其晶体构型构成材料的骨架结构。在固溶体系统中,主晶相作为溶剂相,通过质点位置的置换或间隙接纳溶质原子,同时保持自身晶格的基本完整性。耐火材料领域明确以主晶相命名制品,如
刚玉砖的主晶相为α-Al2O3,
莫来石砖以莫来石晶相为主。
置换固溶体的固溶度受主晶相与溶质原子尺寸差异(临界值15%)制约,当二者晶体结构相同时可形成无限固溶体。
间隙固溶体的形成则依赖非金属原子尺寸与主晶相间隙的匹配度,如VC的形成需碳原子适配面心立方钒的间隙。电负性差异是影响固溶体形成的因素之一。
耐火材料中主晶相的选择遵循高熔点原则,方镁石熔点达2800℃,刚玉熔点2050℃。主晶相晶界状态直接影响材料抗侵蚀性能,液态渣通过晶界渗透是耐火材料损毁的主要机制。
氧化铝陶瓷(2019年数据)以α-Al2O3为主晶相,含量提升可增强抗弯强度(250-500MPa)与高温稳定性(维持至900℃)。99%高纯Al2O3陶瓷通过添加ZrO2实现增韧,形成复合刀具材料。铸造陶瓷材料主晶相包含硅氟云母与磷灰石两类,分别对应不同工艺体系。
镁质耐火制品中,镁砖主晶相为方镁石,镁铝砖(Al2O3含量5-10%)主晶相转化为镁铝尖晶石,显著提升抗热震性。莫来石基多孔陶瓷(2024年研究)主晶相含量达85.11%-93.11%时,抗压强度维持在2.25-2.86MPa。
主晶相晶体结构的稳定性决定材料宏观性能:SiC/Al复合材料中主晶相界面反应程度直接影响热导率与力学性能。莫来石砖主晶相的晶粒尺寸和取向影响耐火度与抗蠕变性能。在固溶体系统中,主晶相晶格畸变程度与溶质原子浓度呈正相关,进而影响材料的导电性与热膨胀系数。