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锆质莫来石砖特点

编辑:耐火砖厂家   分类:行业资讯  发布:2022-06-02   浏览:

氧化锆对莫来石材料的烧结具有促进作用,ZrO2的加入,由于低熔点物的产生和空位的形成可以加速ZTM材料的致密化烧结过程。当ZrO2的质量分数为30%时,在1530℃烧成的坯体的相对理论密度达到98%,强度达378MPa,韧性达4.3MPa·m1/2。

 

电熔锆莫来石砖.jpg

 
天然的斜锆石(ZrO2)常呈不规则块状,黑色、褐色、黄色或无色。我国天然的斜锆石矿体很少。工业上使用的ZrO2,属化工原料,是由锆英石(ZrO2·SiO2) 采用化学方法制得的白色或微黄色粉末。纯的ZrO2在常压下共有三种晶型:从低温到高温依次为单斜相、四方相和立方相。立方相氧化锆为萤石结构,四方晶型相当于萤石型结构沿着c轴伸长而变形的晶体结构;而单斜晶型则可以看作四方晶型沿着β角偏转一个角度而成的。在不同温度范围内可相互转化。
 
稳定的ZrO2,依其稳定程度的不同,又有部分稳定的ZrO2和全稳定的ZrO2之分,由于全稳定的ZrO2的热膨胀系数较大,其热震稳定性不及部分稳定的好,故后者常用来做陶瓷和耐火材料的增韧材料。
 
杂质对莫来石耐火砖性能的影响及改善方法
莫来石质耐火材料中通常含有TiO2、Fe2O3、CaO、MgO、K2O和Na2O等杂质氧化物,天然原料生产的莫来石中的杂志含量要比人工合成原料高。这些杂质氧化物在莫来石中起溶剂作用,降低溶液的形成温度和黏度,增大液相的生成量,提高溶液和对固相的溶解速度和溶解数量,但各杂质氧化物所起的作用强弱程度不同,其中以K2O和Na2O对液相形成温度影响,K2O和Na2O分别使其无变量点温度降低513~724℃,同时还起分解莫来石的作用,在这写杂质氧化物中,TiO2的影响小,仅使无变量点温度降低101~107℃.当TiO2含量较少时,除了部分固溶于莫来石中形成有限固溶体,促进莫来石生成和晶体发育长大外,还有部分在高温下进入液相形成玻璃体。
 
高温下Fe2O3在莫来石和刚玉有一定固溶度,形成有限固熔体。它在刚玉中的固溶度较在莫来石中的高,由于固溶体的形成,使莫来石和刚玉的晶格长大。Fe2O3对Al2O3-SiO2系材料的始熔温度与系统中的Al2O3含量或者说与Al2O3/SiO2比值有关,当Al2O3/SiO2<2.55时,始熔温度为1380℃,若Al2O3/SiO2>2.55时,始熔温度提高到1460℃,并随其Al2O3含量提高而逐渐提高。在还原气氛下,Fe2O3被还原成FeO而脱溶进入玻璃相,并使系统的始熔温度下降,分别下降至1240℃和1380℃。
 
总之,随着莫来石砖中Al2O3含量的提高,其高温性能提高;而溶剂量增多,高温性能降低。据此,严格控制杂质氧化物含量,尤其K2O、Na2O和Fe2O3的含量,是获得高性能高纯莫来石砖的重要措施。在含有碱类成分熔渣或气体环境中使用,对莫来石质耐火砖均具有严重的侵蚀作用。
 
锆莫来石砖是以莫来石和氧化锆为原料的熔铸耐火制品。锆莫来石熔铸砖晶体结构致密,荷重软化温度高,热稳定性好,常温及高温下机械强度高,耐磨性好,导热性好,并且有优良的抵抗侵蚀的能力。
 
以工业氧化铝和锆英石为原料,通过反应烧结制成的锆莫来石砖,因反应和烧结同时进行,工艺过程控制比较困难。通常,在烧成时先在1450℃保温,使其致密化,然后再升温至1600℃进行反应,ZrSiO4在大于1535℃分解成ZrO2和SiO2,其中SiO2和Al2O3反应生成莫来石,由于ZrSiO4分解时有一部分液相出现,并且ZrSiO4的分解可使颗粒细化,增加比表面积,从而促进烧结。
 
研究表明,在锆英石的加入量小于54.7%时,随着锆英石加入量的增加,烧结试样的显微结构由柱状刚玉构成的网络逐渐过渡到由柱状莫来石构成的网络结构。试样的高温抗折强度(1400。C)也随氧化锆含量的增加而增大,在氧化锆含量为23.7%时出现一较大值,而后强度下降。锆英石的加入有助于抗热震性的提高。

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