第2章、铝硅系耐火材料
5耐火材料硅铝质耐火材料全解
2.2 硅质耐火材料
二氧化硅的同素异晶转变
二氧化硅在加热过程中，在不同的温度下以不同的晶型存在，在
一定条件下相互转变，并伴随有体积变化。 •迟钝型转变 不可逆
2.2 硅质耐火材料
硅砖的性质和使用
六、耐热震性 在850℃下水冷仅为1—2次。其原因在于温度剧烈变化时，硅砖内部的 结晶发生快速型转变，体积突然膨胀或收缩，产生较大的内应力所致。
当使用温度在600℃以上波动时，由于结晶不发生快速型转变，耐热震
性较好。 七、抗渣性
对酸性及弱酸性炉渣和含腐蚀性炉气的侵蚀有很强的抵抗能力。对含
体积密度为1.8一1.95g／cm3。 硅砖的成型压力愈高，体积密度愈
大。增大体积密度可以提高硅砖的结构强度、导热性和抗渣能力。
2.2 硅质耐火材料
硅砖的性质和使用
三、耐火度
1600一1730℃。随着SiO2含量、晶型、杂质种类及数量的不同而略有 变化。SiO2含量愈高耐火度愈高，杂质含量愈多则耐火度愈低。 四、荷重软化温度 一般为1620一1670℃，与其耐火度接近。影响因素主要是砖中杂质种 类、数量和晶型与密实状况等。 五、高温体积稳定性 热膨胀+晶型转变导致的体积膨胀。
2.2 硅质耐火材料
硅砖的性质和使用
一、化学矿物组成
2.2 硅质耐火材料
硅砖的性质和使用
二、真密度和体积密度
一般硅砖的真密度在2.388g／cm3以下，优质硅砖在2.33—2.34g
／cm3范围内，硅石为2.652／cm3。根据真密度可以判断硅砖的矿
第二章铝硅系-2-08-2
33 30 25 20
1.5 2.0 2.5 3.0
1710 1670 1630 1580
15 15 17 17
4.0 3.5 3.0 2.5
半软质粘土
35 30 25
2.5 3.0 3.5
1690 1650 1610
17 17 17
2.0 1.5 1.0
31
耐火材料与高温陶瓷国家重点实验室培育基地
高岭土
高岭石
高岭石粘土 （软质粘土） 高岭石 粘土岩 （半软质及 硬质粘土）
高岭石
高岭石
变水高岭石
针铁矿、褐铁矿、赤铁矿、金红石、锆英石、电气石、 长石、云母、菱铁矿、黄铁矿（白铁矿）、锐钛矿、板 钛矿、钛铁矿、榍石、磁铁矿、辉石、角闪石、绿廉石、 黝廉石、符山石、蓝晶石、磷灰石、柘榴石、锡石、方 解石、白云石、蛋白石、石髓、叶腊石、海绿石、石膏、 绿泥石、三水铝石、勃姆石、水铝石、明矾石及其它粘 土矿物与有机物等。
7
耐火材料与高温陶瓷国家重点实验室培育基地 3.3.2 杂质氧化物对硅酸铝质制品组成及性能的影响
不同半径过渡金属在莫来石中固溶量 不同过渡金属随固溶量增加莫来石组分变化
8
耐火材料与高温陶瓷国家重点实验室培育基地
含V2O38.7wt.%莫来石
含Cr2O311.5wt.%莫来石
含Fe2O310.3wt.%莫来石
2 高铝砖 K2O 1.0%C 2.0%D C: D: L1315 =(C-c)/(c-1315℃）=6.4% L1315 =(D-d)/(d-1315℃）=13.8%
→B砖、D砖液相约为A砖、C砖的2.2倍。
16
耐火材料与高温陶瓷国家重点实验室培育基地
Al2O3—SiO2—氧化铁系统
硅酸铝系耐火材料硅质耐火材料课件
VS
详细描述
高炉内衬需要承受高温、高压和化学侵蚀 等恶劣条件，因此需要选用具有良好耐火 性能和结构强度的硅质耐火材料。常见的 硅质耐火材料包括硅砖、硅质捣打料等。 在施工时，需要严格控制砌筑质量，确保 内衬的尺寸精度和表面平整度，同时采取 适当的维护措施，延长内衬的使用寿命。
案例二：连铸中间包内衬的选用及施工方法
良好的抗热震性能
硅质耐火材料具有较好的抗热 震性能，能在温度急变的情况 下保持稳定性。
良好的机械性能
硅质耐火材料具有较高的密度 和硬度，耐磨、耐压性能良好
。
硅质耐火材料的应用场景
高炉内衬
硅质耐火材料因其高温稳定性、化学 稳定性和良好的抗热震性能，广泛应 用于高炉内衬。
玻璃窑炉
玻璃窑炉内衬需要抵抗高温和化学侵 蚀，硅质耐火材料是常用的材料之一 。
采用清洁能源
在硅质耐火材料生产过程中，应 尽量采用清洁能源，如电力、天 然气等，以减少燃煤和燃油的使
用，从而降低污染物排放。
优化生产工艺
通过技术改造和升级，优化硅质耐 火材料的生产工艺，提高设备的能 源利用效率，减少能源浪费和排放 。
废弃物资源化利用
对于硅质耐火材料生产过程中产生 的废渣和废气，应进行资源化利用 ，如回收废渣制作建筑材料、废气 回收再利用等。
等方面的不同需求。技术创新能够开发出适应市场需求的新产品，提高
企业的市场竞争力。
硅质耐火材料的研发方向
提高热学性能
研发新型的硅质耐火材料，提高其热学性能，如热导率、热膨胀系 数等，以满足高温工业炉窑对材料的高温适应性要求。
提高抗腐蚀性能
针对化工、钢铁等领域的高温、高压、强腐蚀等极端环境，研发具 有优异抗腐蚀性能的硅质耐火材料。
耐火材料中铝的化学分析方法研究
耐火材料中铝的化学分析方法研究摘要：在现代材料工程行业高速发展的背景下，多种新型材料被相继研发出来，尤其是在耐火材料方面。
在硅铝系耐火材料中，铝含量会对材料性能产生直接影响，为了确保材料性能达到标准，需要加强对耐火材料的检测，采用科学的检测方法，明确主要的影响因素，从而获得准确的检测结果，对于材料领域发展具有重要的作用。
因此，本文将对耐火材料中铝的化学分析方法进行深入地研究与分析，并结合实践经验总结一些措施，希望可以对相关人员有所帮助。
关键词：耐火材料；铝材料；化学分析；影响因素；分析方法铝硅质耐火材料的成分测定，一般采用化学分析方法，耐火材料通常是指耐火温度在1580℃以上的无机非金属元素，按照其化学成分，主要可以分为黏土、高铝、半硅质以及硅质等，硅铝系耐火材料的主要化学成分为三氧化二铝，半硅质、粘土质、高铝质中的含量以此降低，主要的杂质为二氧化钛、二氧化二铁以及氧化镁等。
随着耐火材料的应用日益频繁，为了确保耐火材料性能与质量，需要做好检测工作，采用化学分析方法对其进行测定，得到准确的测定结果，从而对其进行优化处理。
1耐火材料中铝测定的影响因素分析耐火材料是一种特殊的材料，其主要作用是在高温环境下保持其完整性和耐久性。
铝是耐火材料中重要的成分之一，主要是由于铝能够提高材料的耐火性能，为了保证耐火材料的质量和性能，需要对其中的铝进行化学分析。
在对耐火材料中铝进行测定时，会受到一些因素的影响，主要影响因素包括如下几项：（1）共存离子因素。
在铝制耐火材料中，含有钙、镁、钠以及钾等离子，这些离子的存在，不会对三氧化二铝测定结果造成影响，但是铁、钛等离子会对测定结果产生影响，所以在测定过程中需要特别注意。
（2）pH值因素。
pH值是影响化学反应的重要因素，在不同pH值下，铝与影响元素存在的形态具有很大差异，所以在对铝进行化学分析检测时，需要明确屏蔽干扰离子或铝产生络合物的最佳测量状态pH值；在滴定铝过程中，pH值一般需要控制在4—5范围内，通过合理的控制能够得到更加准确的测定结果。
硅质耐火材料培训课件(31页)
硅质耐火材料培训课件(31页) xx年xx月xx日contents •硅质耐火材料概述•硅质耐火材料的分类及应用•硅质耐火材料的性能及检测•硅质耐火材料的制备及加工•硅质耐火材料的性能优化及发展方向•硅质耐火材料的相关知识及法规目录01硅质耐火材料概述硅质耐火材料是指以硅酸铝质为主要原料，加入一定量的粘土、石英、高岭土等原料，经过高温烧结而成的耐火材料。
硅质耐火材料主要分为硅砖、硅质不定形材料和硅质制品三大类。
硅质耐火材料的定义硅质耐火材料的性能特点硅质耐火材料具有良好的抗渣性和耐腐蚀性，能够抵抗大部分金属熔渣的侵蚀。
硅质耐火材料具有较低的热膨胀系数和良好的耐磨性和气密性。
硅质耐火材料具有高荷重软化点、高温强度和良好的抗热震性能。
硅质耐火材料的生产工艺流程包括原料的制备、成型、干燥、烧成和后加工等环节。
制备硅质耐火材料的原料主要包括硅酸铝质、粘土、石英、高岭土等，将这些原料按一定比例混合后，经过破碎、粉碎和细磨等工序制备成硅质耐火材料生料。
将生料进行成型，可以采用机压、振动、挤压等方式，成型后的坯体需要在干燥窑中进行干燥。
干燥后的坯体经过高温烧成后，可以得到所需的硅质耐火材料产品。
烧成后的硅质耐火材料产品需要进行后加工，如修整、磨削等，以满足不同使用场合的要求。
硅质耐火材料的生产工艺流程010*******02硅质耐火材料的分类及应用硅质耐火材料主要分为硅砖、硅质不定形材料和硅质制品三类。
按化学成分分类硅质耐火材料可分为烧成和不烧成两类，烧成制品具有较高的密度和较低的气孔率。
按制造工艺分类硅质耐火材料的分类方法各种硅质耐火材料的应用场景硅砖主要用于玻璃窑炉、水泥窑炉、钢铁冶炼炉等高温工业炉。
硅质不定形材料主要用于炉衬修补料和炉顶、炉墙修补料。
硅质制品包括硅质坩埚、硅质耐火窗等，用于有色金属冶炼、玻璃熔窑燃烧器口等。
硅质耐火材料在工业炉中的应用硅质耐火材料具有较高的耐火度和较低的热膨胀系数，适用于高温工业炉的炉衬和燃烧器口等高温部位。
二元系SiO2-Al2O3体系
低于944K时， 不能从氧化物 形成莫来石。 即： 低于944K时， 氧化物稳定； 高于944K时， 莫来石稳定；
从氧化物形成莫来石的自由能变化图
1. 800K时， 高岭石开始变为 变高岭石； 2. 1235K时， 变高岭石 变为莫来石；
第二节 SiO2-MgO体系
一、相图
Per—方镁石(MgO)， Fo—镁橄榄石， ppx—原顽辉石，opx—斜方辉石(顽辉石)，
L-Cpx—低单斜辉石，Qtz—石英， Trd —鳞石英，Crs—方石英.
铁橄榄石可以与石英平衡共存
镁橄榄石不能与石英平衡共存（有 不一致熔融化合物存在）；
铁橄榄石能与石英平衡共存
二、相图的材料学意义
1．该体系中出现高温稳定相——镁橄 榄石。
化学式：Mg2SiO4 化学成分：SiO2 42.7%
MgO 57.3%
◎镁橄榄石与铁橄榄石形成固溶体
图中实线和虚线分别是 根据双晶格模型和假设 熔体为规则溶液模型计 算的固相线与液相线
◎镁橄榄石是一致熔融化合物，熔点 是1890℃，液相线呈尖峭状，说明其高 温时难以离解。
A3S2（莫来石）→ Al2O3（刚玉）+L
3）莫来石和刚玉能形成固溶体 Al2O3的含量变化在71.8-77.3%之间
时，恰好位于A3S2—A2S之间，即： 莫来石可看作A3S2与A2S的固溶体。
二、 SiO2-Al2O3体系耐火材料
1. Al2545℃），说明：
+ 叶蜡石+ 蒙脱石 V：蒙脱石—叶蜡石+水硅
铝石+ H2O VI：叶蜡石—莫来石（或
耐火砖种类及详细资料
耐火砖种类及详细资料常用耐火砖产品说明耐火砖是服务于高温技术的基础材料，与各种工业窑炉有着极为密切的关系。
不同种类的耐火砖由于化学矿物组成、显微结构的差异和生产工艺的不同，表现出不同的基本特性。
所以，在了解和研究工业窑炉筑炉材料的过程中，有必要对耐火砖的种类加以叙述介绍。
___系耐火砖硅铝系耐火砖是以AL2O3—SiO2二元系统相图为基本理论，主要包括以下几种：1.硅砖，是指含SiO2 93%以上的耐火砖，是酸性耐火砖的主要品种。
它主要用于砌筑焦炉，也用于各种玻璃、陶瓷、炭素煅烧炉、耐火砖的热工窑炉的拱顶和其他承重部位，在热风炉的高温承重部位也用，但是不宜在600℃以下且温度波动大的热工设备中使用。
2.粘土砖，粘土砖主要由莫来石、玻璃相和方石英及石英所组成。
它是高炉、热风炉、加热炉、动力锅炉、石灰窑、回转窑、玻璃窑、陶瓷和耐火砖烧成窑中常用的耐火砖。
3.高铝砖，高铝砖的矿物组成为刚玉、莫来石和玻璃相，其含量取决于AL2O3/ SiO2比以及杂质的种类和数量，可按AL2O3含量进行耐火砖的等级划分。
它多用烧结法生产。
但产品还有熔铸砖、熔粒砖、不烧砖和不定形耐火砖。
高铝砖广泛用于钢铁工业、有色金属工业和其他工业。
4.刚玉砖，刚玉砖是指AL2O3含量不小于90%，以刚玉为主要物相的的一种耐火砖，可分为烧结型刚玉砖和电熔型刚玉砖。
耐火砖字母编号规则通用耐火砖的砖号由“T”字开头，即“通”字汉语拼音的第二个字母，通用砖的砖号是：T-1,T-2,T-3……。
T-105.T字后的Z、C、S、K及J分别为直形砖，侧楔形砖，宽楔形砖及拱脚砖的＂直＂，＂侧＂，＂竖＂，＂宽＂及＂脚＂字汉语拼音的第一个小写字母．短横线后来顺序号。
代号中Z、C、S、K及J分别代表直形砖、侧楔形砖、拱脚形砖的汉语拼音的第一个大写字母，分别表示“直”、“竖”、“宽”及“脚”。
直形砖的代号由砖长a的百位及十位数字和砖厚C的十位数字组成，楔形砖的代号由大小头之间距离b的百位及十位数字和砖厚C的十位数字组成，拱脚形砖的代号由斜面长L的百位及十位数字和倾斜角a的十位数字组成。
第二章 耐火材料的性能
1-刚玉砖；2-粘土砖； 3-高铝砖；4-镁砖； 5、6-硅砖
3、抗折强度
抗折强度：亦称抗弯强度或断裂模量，是指材料单位面积 所能承受的极限弯曲应力。
耐火材料的抗折强度分为常温抗折强度和高温抗折强度。 在 常 温 下 测 得 的 抗 折 强 度 为 常 温 抗 折 强 度 ； 在 10001200º C的某一特定温度下测得的抗折强度为高温抗折强度。
Db—体积密度，g/cm3； M —试样的质量，g/cm3； Vt—试样中材料的实际体积，cm3； Vo—试样中开口气孔的体积，cm3； Vc—试样中闭口气孔的体积，cm3。
M Dt Vt
气孔率与密度之间的关系
Db Pa (1 ) 100% Da
Db Pt (1 ) 100% Dt
常用耐火材料的常温耐压强度
一般制品：10-15MPa 高级制品：25-30MPa
2、高温耐压强度
高温耐压强度：耐火材料在1000-1200℃的高温热态下单 位面积所能承受的最大压力，以N/mm2表示。
常用耐火材料的高温耐压强度
耐火制品高温耐压强度的这种变化是受材料中 的某些组分、特别是其中的基质或其结合相在 高温下发生的变化所控制。一般而言，完全由 晶体构成的烧结耐火材料，因高温下其中晶粒 及晶界易发生塑性变形，特别是当其加荷速度 较小时更易发生塑性变形，故其强度随温度的 升高而降低。当其中部分晶相间在高温下熔融 或形成熔融体时，随着温度的升高，此种多相 材料的强度也因显微结构随温度变化而降低。 但当温度进一步提高后，由于玻璃相的粘度由 脆性变为强韧性，使材料颗粒间结合更为牢固， 从而使强度明显提高。而后，随着温度升高， 因材料中熔体粘度急剧下降，材料的强度也随 之急剧下降。
§2.2 耐火材料的宏观结构
耐火材料
第二章耐火材料生产基本工艺原理耐火材料的干燥2.4.1 干燥过程1.概述许多成型后的砖坯含水量较高，强度较低，不便堆码和烧成，必须经干燥后排除其中游离水分，强度得到提高，才可装车入窑。
有些成型后含水量已很低的砖坯，虽可码放适当高度，直接入窑，但入窑后也必须首先经过此干燥阶段。
砖坯的干燥是热湿传递过程，是利用热空气或热废气将热量传递给砖坯，砖坯受热后温度升高，水分由砖坯内扩散逸出。
由此可见热、湿传导方向是相反的。
砖坯的干燥速度由砖坯内传导和外传导相对速度较慢的一方控制。
干燥初期，内传导速度较快，干燥速度取决于外传导，取决于干燥介质所能带走的水分量。
干燥后期，内传导速度较慢，外传导速度较快，干燥速度取决于坯体内残余水分向坯体表面扩散的速度。
2.干燥过程干燥过程分为三个阶段。
前期阶段一般加热阶段时间很短，坯体温度上升到湿球温度。
（即内部的水扩散到坯体表面）此阶段中水分和自坯体中排出水量变化不大。
第一阶段是干燥过程中最主要的阶段，此阶段排山大量水分，在整个阶段中，排出速度始终是恒定的，故称等速干燥阶段。
在此阶段中，水分的蒸发仅发生在坯体表面上，干燥速度等于自由水面的蒸发速度，故凡足以影响表向-蒸发速度的因素都可以影响干燥速度。
因此，在等速干燥阶段中，干燥速度与坯体的厚度(或粒度)及最初含水量无关，而与干燥介质(空气)的温度、湿度及运动速度有关。
第二阶段是降速干燥阶段，随着干燥时间的延长，或坯体含水量的减少，坯体表面的有效蒸发面积逐渐减少，干燥速度逐渐降低。
此时，水分从表面蒸发的速度超过自坯体内部表面扩散的速度，因此干燥速度受空气的温度、湿度及运动速度的影响较小。
水分向表面扩散的速度取决于含水量、坯体内部结构(毛细管状况)、水的黏度和物料性质等。
通常非塑性和弱塑性料水分的内扩散作用较强。
粗颗粒比细颗粒的强，水的温度越高，扩散也越容易。
第三阶段是干燥停止阶段，最后干燥速度逐渐接近零，最终坯体水分不再减少。
当空气中干球温度小于100℃时，此时保留在坯体中的水分称为平衡水分。
铝硅系耐火材料
ZrO2粒径较大，主要以m-ZrO2形式存在，材料以微裂纹增韧为主。
耐火材料与高温陶瓷国家重点实验室培育基地 生产烧结锆莫来石原料生产工艺：
■ 工业氧化铝＋锆英石
■ 高铝矾土＋锆英石+（工业氧化铝）
28
耐火材料与高温陶瓷国家重点实验室培育基地 3.3.6.4 莫来石质制品生产工艺要点 (Technology of mullite bricks)
/%
耐火度 /℃
<3 <5 <10 <3 <5 <10
≥1790
M70
<2.0
≥1790
M65
一级品 二级品 三级品
65-70 65-70 65-70
<2.0
<0.6 <0.8 <1.0
<0.2 <0.3 <0.3
≥2.75 ≥2.70 ≥2.65
<3 <5 <10
≥1790
17
耐火材料与高温陶瓷国家重点实验室培育基地
全天然电熔莫来石
全天然烧结莫来石
18
耐火材料与高温陶瓷国家重点实验室培育基地
高纯烧结莫来石的典型性能
产 地 Al2O3 SiO2 Fe2O3 TiO2
中 国
JD 74.79 22.90 0.55 0.35 SD 76.24 21.60 0.74 0.32 A-1 71.98 27.00 0.30 0.16 A-2 76.88 21.69 0.70 0.11
25～35 2.0 0.8 0.5 3.00 4 1710
16
耐火材料与高温陶瓷国家重点实验室培育基地
全天然铝矾土精矿烧结莫来石
化学成分% 牌号 等级 Al2O3 M73 一级品 二级品 三级品 一级品 二级品 三级品 >73-79 <73-79 <73-79 >73-79 <73-79 <73-79 TiO2 <2.0 Fe2O3 <0.6 <0.8 <1.0 <0.6 <0.8 <1.0 Na2O＋ K2O <0.2 <0.3 <0.3 <0.2 <0.3 <0.3 体积密度 /g/cm3 ≥2.85 ≥2.80 ≥2.75 ≥2.80 ≥2.75 ≥2.70 显气孔率
《材料科学基础》课后习题及参考答案
绪论1、仔细观察一下白炽灯泡，会发现有多少种不同的材料？每种材料需要何种热学、电学性质？2、为什么金属具有良好的导电性和导热性？3、为什么陶瓷、聚合物通常是绝缘体？4、铝原子的质量是多少？若铝的密度为2.7g/cm3，计算1mm3中有多少原子？5、为了防止碰撞造成纽折，汽车的挡板可有装甲制造，但实际应用中为何不如此设计？说出至少三种理由。
6、描述不同材料常用的加工方法。
7、叙述金属材料的类型及其分类依据。
8、试将下列材料按金属、陶瓷、聚合物或复合材料进行分类：黄铜钢筋混凝土橡胶氯化钠铅-锡焊料沥青环氧树脂镁合金碳化硅混凝土石墨玻璃钢9、 Al2O3陶瓷既牢固又坚硬且耐磨，为什么不用Al2O3制造铁锤？晶体结构1、解释下列概念晶系、晶胞、晶胞参数、空间点阵、米勒指数（晶面指数）、离子晶体的晶格能、原子半径与离子半径、配位数、离子极化、同质多晶与类质同晶、正尖晶石与反正尖晶石、反萤石结构、铁电效应、压电效应.2、（1）一晶面在x、y、z轴上的截距分别为2a、3b、6c，求出该晶面的米勒指数；（2）一晶面在x、y、z轴上的截距分别为a/3、b/2、c，求出该晶面的米勒指数。
3、在立方晶系的晶胞中画出下列米勒指数的晶面和晶向：（001）与[210]，（111）与[112]，（110）与[111]，（322）与[236]，（257）与[111]，（123）与[121]，（102），（112），（213），[110]，[111]，[120]，[321]4、写出面心立方格子的单位平行六面体上所有结点的坐标。
5、已知Mg2+半径为0.072nm，O2-半径为0.140nm，计算MgO晶体结构的堆积系数与密度。
6、计算体心立方、面心立方、密排六方晶胞中的原子数、配位数、堆积系数。
7、从理论计算公式计算NaC1与MgO的晶格能。
MgO的熔点为2800℃，NaC1为80l℃, 请说明这种差别的原因。
8、根据最密堆积原理，空间利用率越高，结构越稳定，金钢石结构的空间利用率很低(只有34.01％)，为什么它也很稳定?9、证明等径圆球面心立方最密堆积的空隙率为25．9％；10、金属镁原子作六方密堆积，测得它的密度为1.74克/厘米3，求它的晶胞体积。
铝硅十镁氧化-概述说明以及解释
铝硅十镁氧化-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述：铝硅十镁氧化是一种重要的无机化合物，其化学式为AlSi10MgO。
它具有一系列独特的物理性质和化学性质，因此在许多领域具有广泛的应用前景和潜在的经济价值。
铝硅十镁氧化是由铝、硅、镁和氧四种元素组成的化合物，其化学结构中包含十二面体晶胞。
它的物理性质主要包括高熔点、高硬度和优异的机械强度。
这使得它在高温和高压下具有出色的稳定性和耐磨性，适用于制备耐火材料和耐磨材料。
此外，铝硅十镁氧化还具有良好的化学稳定性和高的热导率。
这些特性使它成为制备电子器件、陶瓷材料和热障涂层等领域的理想材料。
它的应用还包括催化剂、电池材料和传感器等重要领域。
随着科学技术的不断发展，对铝硅十镁氧化的研究也越来越深入。
未来的研究可以进一步探索其结构与性能之间的关系，开发更多新颖的制备方法和改进技术，以满足不同领域对该化合物的需求。
此外，针对其应用领域还有很大的拓展空间，有可能发现新的应用领域和潜在的经济价值。
综上所述，铝硅十镁氧化是一种具有重要性的无机化合物。
它的物理性质和化学性质使其在多个领域具有广泛的应用前景和潜在的经济价值。
随着对该化合物的研究的深入和发展，我们可以期待更多关于其性质和应用的新发现。
这将推动相关领域的发展，并为未来的科学研究和技术创新提供更多可能性。
文章结构部分的内容主要是介绍本篇长文的组织结构及各个章节的主要内容和关联性。
以下是文章1.2文章结构部分的内容示例：文章结构本文将按照以下章节进行论述：第一章引言在第一章引言部分，将从概述、文章结构和目的三个方面进行介绍。
首先，对铝硅十镁氧化的概述进行简要说明，包括其基本特性和应用领域等。
接着，说明本文的结构框架，解释各个章节的内容和目的。
最后，说明本文的研究目的，即在对铝硅十镁氧化进行深入研究的基础上，揭示其重要性和未来研究的发展方向。
第二章正文在第二章正文部分，将对铝硅十镁氧化的化学式、物理性质和化学性质以及应用领域和潜在价值进行详细介绍。
无机非工学 第二章 硅酸铝质耐火材料
粘土砖的理化指标
氧化铝% 耐火度℃ 荷重软化温度℃ 显气孔率% 重烧线变化% 常温强度MPa ≮ ≮ ≮ ≯ 1450 ℃，2h ≮ 42 42 42 40 36 1750 1750 1750 1730 1690 1450 1430 1400 1350 1300 15 16 24 24 26 0～－0.2 0～－0.3 0～－0.4 0～－0.3 0～－0.5 58.8 49.0 29.4 24.5 19.6
第二节
硅酸铝质耐火材料
硅酸铝质耐火材料是以Al2O3和SiO2为基
本化学组成的石砖、莫来石砖、刚玉砖。
一、硅酸铝制品的物理化学特性：
二、二次莫来石化过程：
水铝石 脱水 刚玉化 高岭石 脱水分解 莫来石化
刚玉结晶 二次莫来石化 刚玉再结晶 莫来石再结晶
方石英
硅酸盐玻璃
三、粘土砖的性质：
粘土质耐火材料是用天然的各种粘土作原料，将一部分粘土
预先煅烧成熟料，并与部分生粘土配合制成Al2O3含量为30～ 46%的耐火制品，属于弱酸性耐火材料。 1. 耐火度：耐火度较高（1600～1700 ℃），随Al2O3含量增多 而提高。
对于Al2O3在20～50%范围内的制品，其耐火度有经验公式：
四、高铝砖的性质：
1. 耐火度较高，＞1780℃。
2. 荷重软化温度：
高铝砖的理化指标
氧化铝% 耐火度℃ 荷重软化温度℃ 显气孔率% 重烧线变化% 常温强度MPa ≮ ≮ ≮ ≯ 1500 ℃，2h ≮ 75 65 55 48 1790 1790 1770 1750 1520 1500 1470 1420 23 23 22 22 －0.4 －0.4 －0.4 － 53.9 49.0 44.1 39.2
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◆ ◆ ◆ ◆ Al2O3-SiO2二元系统 ← 结晶效应
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杂质对Al2O3-SiO2二元系统的影响 ← 玻璃效应 杂质对 Al2O3-SiO2系制品的生产工艺要点 Al2O3-SiO2系制品的性能特点
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2.1 概况 分类： 分类：
硅质—SiO2 硅质 硅酸铝质— Al2O3·SiONa2O-SiO2系
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加入6.5%Na2O，液化温度 ∵加入 ， 下 降 到 1600℃ ， 25%Na2O ， ℃ 液 化 温 度 降 到 Na2O·SiO2SiO2 共晶点 共晶点789℃ ， 并且无 ℃ 二液区。 二液区。 不能用作矿化剂; ∴ Na2O不能用作矿化剂 不能用作矿化剂 Na2O 也是有害杂质。 也是有害杂质。 •
2.2.3 矿化剂选择原则
573℃ 1200～1470℃
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* 有二液区
** 形成液相温度＜ 1470℃（鳞石英最高稳定温度） 形成液相温度＜ ℃ 鳞石英最高稳定温度）
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含SiO2的二元系统类型 含二液区 CaO-SiO2 FeO-SiO2 MgO-SiO2 TiO2-SiO2 Cr2O3-SiO2 不含二液区 Al2O3-SiO2 Na2O-SiO2 K2O-SiO2
1670
80 72 63 60 58 53
1723
13 17 17 15 12 12
1600
1 3 9 9 12 17 7 8 1 6 18 18
硅砖的密度一般应小于2.38g/cm3 硅砖的密度一般应小于 优质硅砖的密度在2.32~2.36g/cm3 优质硅砖的密度在
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2.2 硅质耐火材料
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应用： 应用：
建材工业、冶金工业（高炉、热风炉、蓄热室、 建材工业、冶金工业（高炉、热风炉、蓄热室、 加热炉、均热炉、退火炉及铸锭系统等）、机械工业、 ）、机械工业 加热炉、均热炉、退火炉及铸锭系统等）、机械工业、 石油化工工业、动力工业以及轻工业等。 石油化工工业、动力工业以及轻工业等。
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2.2 硅质耐火材料 与液相相关的因素 — — — — — 液相的形成温度（低共熔点） 液相的形成温度（低共熔点） 液相的数量 液相的粘度（如氟化物） 液相的粘度（如氟化物） 液相对SiO2的润湿能力 液相对 液相（硅酸盐） 液相（硅酸盐）的结构
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CaO-SiO2系
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液化温度1707℃，二 ∵ 液化温度 ℃ 液 区 宽 度 1-27.5 CaO ， 二元共熔点1436℃ 二元共熔点 ℃ 可用作矿化剂； ∴ CaO可用作矿化剂 ； 可用作矿化剂 硅砖可以单独吸收 27.5%CaO 而 不 致 崩 溃。
2.2.3 硅砖的生产工艺要点
原料
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分类 结晶 硅石 胶结 硅石
岩石分类 脉石英 石英岩 变质石英岩 石英砂 砂岩 玉髓 燧石岩
显微结构和特征 晶粒很大，纯净，转变困难 晶粒很大，纯净， 晶粒较小，纯净，中速转变 晶粒较小，纯净， 晶粒受地壳压力而发生扭曲，易转变 晶粒受地壳压力而发生扭曲， 晶粒较大，纯度不定 晶粒较大， 以胶结石英为基质的砂岩 由玉髓组成 以玉髓为基质
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Cr2O3-SiO2系
∵液化温度2250℃， 液化温度 ℃
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二液区宽度5-98 Cr2O3 ， 二液区宽度 二元共熔点1720℃ 。 二元共熔点 ℃ ∴ Cr2O3不能用作矿化剂
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CaO-FeO-SiO2 系
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∵CaO-SiO2 、 FeO-SiO2 都有二液区， 都有二液区 ， 由两个含 二液区的二元系统构成 的三元系统， 的三元系统 ， 仍然保持 着二液区。 着二液区。 可作为矿化剂； ∴ CaO-FeO可作为矿化剂； 可作为矿化剂 硅砖可以同时吸收不同 比例的CaO和FeO。 比例的 和 。
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TK-TH 250 200 200 /
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2.2 硅质耐火材料 重点内容： 重点内容： • ◆ SiO2变体及晶型转变 • ◆ 鳞石英的熔点及结晶特性 • ◆ 矿化剂的选择原则及其种类 • ◆ 硅砖的生产工艺及其性能
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2.2 硅质耐火材料
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超高密度硅砖
不同密度硅砖化学矿物组成对比
普通硅砖 化学成分 ％ LOI SiO2 TiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO Na2O K2 O 矿物组成 ％ 石英 鳞石英 方石英 ＜1 63 18 ＜1 61 21 ＜1 53 26 0.18 95.60 0.10 0.95 0.55 2.00 0.06 0.06 0.18 0.14 95.85 0.07 0.96 0.59 2.10 0.06 0.08 0.10 0.16 96.06 0.07 0.85 0.54 1.96 0.15 0.07 0.14 高密度硅砖 超高密度硅砖
示例 吉林 本溪 包头 武汉 山西
废硅砖（ 废硅砖（≤20%） ） 矿化剂：轧铁皮（铁鳞）、平炉渣、硫酸渣、软锰矿等。 ）、平炉渣 矿化剂：轧铁皮（铁鳞）、平炉渣、硫酸渣、软锰矿等。 结合剂：石灰乳、硅酸盐水泥、亚硫酸纸浆废液。 结合剂：石灰乳、硅酸盐水泥、亚硫酸纸浆废液。
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2.2.3 硅砖的生产工艺要点 生产工艺要点
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2.1 概况
Al2O3-SiO2系耐火材料组成与性能
Al2O3含量，% 含量， 硅质 半硅质 粘土 Ⅲ等高铝砖 Ⅱ等高铝砖 Ⅰ等高铝砖 刚玉砖 ≥93（SiO2） （ 15~30 30~46 46~60 60~75 ＞75 95~99 主要矿相 鳞石英、方石英、残余石英、 鳞石英、方石英、残余石英、玻璃相 石英变体、莫来石、玻璃体 石英变体、莫来石、 莫来石（ ）、石英变体 莫来石（~50%）、石英变体、玻璃体 ）、石英变体、 莫来石（ ）、石英变体 莫来石（60~70%）、石英变体、玻璃 ）、石英变体、 体 莫来石、少量刚玉、 莫来石、少量刚玉、玻璃体 莫来石、刚玉、 莫来石、刚玉、少量玻璃体 刚玉、 刚玉、少量玻璃体
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硅砖烧成中主要物理化学变化
≤150℃ ℃ 450－500℃ － ℃ 550－650℃ － ℃ 600－700℃ － ℃ 自由水↑ 自由水 Ca(OH)2分解，砖坯结合强度 分解，砖坯结合强度↓ β－石英→α－石英 －石英 － CaO与SiO2的固相反应开始，砖坯结 与 的固相反应开始， 合强度↑ 合强度 2CaO＋SiO2 →β－2CaO·SiO2 ＋ － 2CaO·SiO2＋SiO2→2（CaO·SiO2） （
厚德 博学 笃行 创新 转变方式 位移 型转 变 重建 型转 变
17.4
+0.1 -0.4
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硅砖真比重与矿物组成的关系
硅砖真比重 鳞石英， 鳞石英，% 方石英， 方石英，% 石英， 石英，% 玻璃相， 玻璃相，%
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熔点
2.33 2.34 2.37 2.39 2.40 2.42
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化学性质 酸性 半酸性 弱酸性 弱酸性 弱酸性 似中性 中性
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2.1 概况
• Al2O3-SiO2二元系相平衡
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2050
1723
5.5
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2.1 概况
• Al2O3-SiO2系组成与耐火度间的关系
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颗粒组成的选择（结合剂少） ◆ 颗粒组成的选择（结合剂少） 临界粒度（颗粒大易压碎、转变时体积膨胀大而开裂） 临界粒度（颗粒大易压碎、转变时体积膨胀大而开裂） 细粉数量（转变时体积膨胀小、与矿化剂作用及烧结性增强） 细粉数量（转变时体积膨胀小、与矿化剂作用及烧结性增强） ◆ 成型 砖坯体积密度2.2-2.3g/cm3 砖坯体积密度 砖模尺寸应缩小（缩尺） 砖模尺寸应缩小（缩尺） ◆ 烧成 废品率高 —— SiO2晶型转变，体积变化 晶型转变， —— 液相量较少（~10%） 液相量较少（ ）
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不同密度硅砖物理性能对比
普通硅砖 耐火度（SK） 耐火度（ ） 真比重 显比重 体积密度 显气孔率 透气度 常温耐压强度 抗折强度 室温 高温 常温弹性模数 热膨胀率 重烧变形 荷重软化点T1 荷重软化点 热传导率 1480℃ ℃ MPa 1000℃，％ ℃ 1450℃× ，％ ℃×2h，％ ℃× ℃ Kcal/m·h·℃ ℃ 350℃ ℃ 800℃ ℃ 1.39 1.66 材料科学与工程学院 1.61 1.96 g/cm3 ％ cc/Sec MPa MPa 19 5 1.30 1.17 0 1620 19.9 5.5 1.35 1.20 0 1630 21.1 11.6 1.76 1.18 0 1630 32 1/2 2.309 2.30 1.80 21.6 0.121 60 高密度硅砖 33 2.311 2.30 1.85 19.5 0.103 62 32 2.302 2.26 1.93 14.6 0.035 95
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液化温度1695（1723） ∵ 液化温度 （ ） 二液区宽度3-42 ℃， 二液区宽度 MgO，二元 共熔点 ， 1543℃ 。 ℃ • ∴ MgO不能用作矿化剂 不能用作矿化剂
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TiO2-SiO2系
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液化温度1780（1794） ∵液化温度 （ ） ℃ ， 二液区宽度18-92 二液区宽度 TiO2（偏向 偏向TiO2），二 元共熔点1553℃ 元共熔点 ℃ ∴ TiO2不能用作矿化剂