基质中Al_2O_3_SiO_2对高铝矾土_莫来石_碳化硅质浇注料性能的影响
CaO-Al_2O_3-SiO_2系统中新型低水泥和超低水泥铝硅质耐火浇注料的组成和特性
铝 硅 质 浇 注 料 。 生 产 这 些 产 品用 的是 氧 化 铝 含 量 高 达 ８ ％的煅 烧 高 岭 土 、硅 线 石 、红 柱 石 、 蓝 晶 ０
石 和矾 土 作 骨料 ，与 １ ％～ ０ Ｏ ２ ％的 耐 火铝 酸 钙 水 泥
铝 硅 质 耐 火 浇 注 料 ，其 氧化 铝 含 量 为 ６ ％～ ９ 。 ０ ９％
璃 相 。并建议 在 ≥ｌ６ ０Ｃ下应 用 。同时 ，制 备相 同 Ｌ Ｃ和 Ｕ Ｃ ０￣ Ｃ Ｌ Ｃ的硅 石 （ ０ ６ ％Ａ￣３ ６ ％￣ ５ １ ）和 铝矾 土 （５ ０ ８ ％～
８ ％Ａ２ ８ １ ）及 其 较 高 的 ＷＯ （％～ ｌ ）和 较 低 的 耐 火 粒 度 级 配 ，并 尽 可 能 地 在 ｌ５０Ｃ以下 应 用 。 ０ Ｃ ７ ｌ％ ０￣
产 率 ，还 减 少 了对 砖 衬 砌 筑 技 术 人 员 的需 求 。 此 外 ．该 方 法 也 免 除 了砖 衬 接 缝 砖 的使 用 。众 所 周
知 ．接 缝 砖 是 衬 材 中 的 薄 弱 部 位 ，熔 料 极 易 从 此
均 属 于 触 变 性 产 品 ，因 为它 们 都 含 有 高 含 量 的 超 细 粉 （ 硅 微 粉或 氧 化 铝微 粉 ） 如 ，此 外 ，它们 还 含
１％和 ９ ２ ％的传 统 ＲＣ Ｃ和 ＭＣ Ｃ型 浇 注 料 相 比 ．此 方 法有 助 于研 究 如 何 有 效 地 将 Ｌ Ｃ 和 Ｕ Ｃ Ｃ Ｌ Ｃ试 样 中的 Ｃ Ｃ含量 在 其 晶相 位 置 和 指标 范 围 内分 别 降 Ａ
至 ６ ％和 ３ 。 ％
荧光分析法 （Ｒ Ｘ Ｆ）用 于 定 量 估 算 原 料 的化
１ １比 例 的 Ｐ Ｓ Ｐ ： Ｎ 、Ｓ Ｐ减 水 剂 混 合 物 （ Ａ）和 ＷＲ 所需 的水 分 ，并 作 为 结合 基 质 应用 于 相 应 的骨 料 。
非氧化物(SiC,SiAlON)对矾土基浇注料流变性的影响
非氧化物 ＳＣ ｉ １ Ｎ具有 高的热导率 、 的热膨 ｉ ，ＳＡ Ｏ 低
ＳＡＩ ｉ ＯＮ： ≥９ ７％ ， ≤２ ０ 目 ０
胀 系数 、很好 的耐磨性 以及几乎 不与熔 渣反应 等特性 ， 将 其引入到 ＡＩ 基 浇注料 中，可提高浇注 料 的高温 力 Ｏ， 学性 能和抗热震性” ，但它 们对 浇注料 的流变性有 不利 影 响 。 本工 作系统研究 了加入非氧化物 （ｉ ， ｉ Ｉ Ｎ） ＳＣ ＳＡ Ｏ 对矾 土基 浇注料 流变性 的影响， 以期能为浇注料新 的施 工技术提供有用 的技术参数。
摘要 ：研 究了加人非氧化物 （ ｉ ＳＣ，ＳＡ１ ｉ ＯＮ）对矾土基浇注料基质 流变性和浇注料流动性 的影 响 ，结果表明 ：加人适量 的 ＳＣ细粉 ｉ
（ 不超过 ８ 有利于提高浇注料流变性 ；Ｓ １Ｎ 细粉对 浇注料流变性有不利影响 ， ％） ｉＯ Ａ 但若采用合适 的高效分散剂可部分消除这种 负
ｉ ｅｒｍｅ ｔ ｌ ｏ ｒ ｅ ｌ ｇｃ ｌ ｒ ｐ ｒｉ ｓ ｂ ｔ ｆ ｉ ｈｐ ｒｏ ｍａ ｃ ｉ ｅ ｓ ｎ ｄ ｐ ｅ ａ ｌ ｎ ｔ ｉ ｎ ｇ ｉ ｅｅ ｆ ｃ ａ ｔ ｌ ． Ｎｏ ｏ ｉ ｅ ｓｄ ｔ ｉ ｎ ａ ｈ ｏ ｏ ｉ ａ ｏ ｅ ｅ ， ｕ ｇ ｅ ｆ ｒ ｎ ｅｄ ｓ ｒａ ｔ ｓａ ｏ ｔ ｄｃ ｎ ｅ ｉ ａｅｔ ｓ ｅ ａ ｖ ｆｅ ｔ ｒｉ ｌ ｔ ｐ ｔ ｉｈ ｐ ｉ ｍｉ ｈ ｔ ｐ ａｙ ｎ ｘｄ
Ａｂｔａｔ ｈ ｆ ｃｓ ｆ ｎ ｎｏ ｉｅ（ｉ ＳＡ１Ｎ） ａｄｔ ｎｏ ｅ ｈ ｏｏ ｉ ｌ ｒｐｒｅ ｆ ａｘｔ ｂｓｄｃｓ ｂｅ ａｅ ｅｎｓ ｄｅ ． ｓ ｃ：Ｔ ｅ ｆ ｔ ｏ ； ｏ —ｘｄ ＳＣ， ｉ Ｏ ｒ ｅｅ ｄ ｉｏ ｎｔ ｅｌｇｃ ｏ ｅｔ ｓ ｕ ｉ ａｅ ｔ ｌ ｈｖ ｅ ｉ ｉ ｈｒ ａｐ ｉ ｏｂ ｅ ａａ ｓ ｂ ｕ ｔ ｄ
氧化铝微粉对耐火浇注料性能的影响
氧化铝微粉对耐火浇注料性能的影响2010-08-14 15:14加入氧化铝微粉对耐火浇注料冷态强度、高温强度、热震稳定性、流动度及耐碱性的影响，比较了不同厂家氧化铝微粉在使用中的差异。
结果表明：加入氧化铝微粉的试样与未加入氧化铝微粉的试样相比，中低温冷态强度和耐碱性能均有明显提高；抗热震稳定性能较差；高温冷态强度和高温强度略有降低；对流动度没有影响。
使用不同厂家氧化铝微粉的浇注料强度有差异，针对本配方系统，浇注料使用氧化铝微粉B具有优良的力学性能。
郑州玉发集团是中国最大的白刚玉生产商，和中科院上海硅酸盐研究所成立玉发新材料研究中心研究生产多品种α氧化铝。
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Al2O3的晶型有：α、γ、η、δ、θ、κ、χ等。
当外界条件改变时，晶型会发生转变。
在Al2O3的变体中，由于α-Al2O3（密度为3.99g/cm3）中的氧是最紧密堆集，故只有α-Al2O3（刚玉）是稳定的，其他晶型都不稳定，在加热时将转变成α-Al2O3。
除刚玉外，常见的Al2O3晶型应为γ-Al2O3，γ-Al2O3具有尖晶石结构，但在其结构中，某些四面体的空隙没有被充填，因而γ-Al2O3的密度（3.65g/cm3）较刚玉小。
当Al(OH)3加热脱水时，约在450℃形成γ-Al2O3，γ-Al2O3加热到较高温度转变为刚玉。
但这种转变要在1000℃以上时，转化速度才比较快。
氧化铝的其他一些不稳定晶型也都是Al(OH)3加热脱水时，在不同条件下形成的。
ρ-Al2O3为无定形态，但也有人认为它是介于无定形与晶态之间的过渡态。
由于ρ-Al2O3是Al2O3各种形态中唯一在常温下能自发水化的形态，可以作为耐火材料浇注料的胶结剂，因此近年来受到了重视。
实验用主要原料如下：高铝矾土熟料，纯铝酸钙水泥，SiO2微粉，Al2O3微粉。
骨料与基质料的质量比为76∶24，固定其他条件不变，改变Al2O3微粉的加入量：不加Al2O3微粉(试样1#)和加入4%的Al2O3微粉（试样2#），先干混1min后加适量水搅拌3min混匀，先用水泥胶砂流动度测定仪测其30s和60s的流动值，然后浇注成型，24h后脱模，脱模后养护24h。
Al粉添加对莫来石结合刚玉材料性能和结构的影响
温 度 下烘 干 。按 照 骨料一 Ｐ Ａ 结 合 剂一 预 混 基质 Ｖ
料 的顺 序在 ５立升 小 混砂 机 中进 行 混练 ， 混练 时 间
为 １ ｍｉ， ０ ｎ 混好 的料过 １ ２目筛 ， 进一 步均 化。
各试样 均采 用 ６ ３吨液压 机成 型 。纯基质 料成 型 为 ‘ ２的 圆柱 试 样 。加 骨 料 的 成 型 为 ２ ｍｍ× ｐ ２ ５
王彦 君 （ 国建 筑材 料科 学研 究 院 ， 北 京 中
１０ ２ ０ ０ ４）
摘 要 ： 来石 或 莫 来石 结 合 刚 玉 耐 火材 料 在 高温 工业 中被 广 泛 用 作 高 温 结构 材 料 ， 别在 高 温 （ １５ｌ＝耐 火 窑 具 领 莫 特 ＞ ３ ｛（） ｃ
域 占有 主 导 地 位 ， 现 代 电子 陶 瓷 生 产 主要 选 用 的 高档 窑 具 材 料 莫 来石 结 合 刚 玉耐 火材 料 性 能 的优 劣 关键 取 决 于 是 莫 来 石基 质 或 莫 来石 结 合 相 。 用 以 Ａ ！ 微 粉 和 Ｓ 微 粉 为 主要 基 质 料 ， 加 不 同金 属 Ａ 粉 反 应烧 结 （ Ｍ ） 来 采 ｌ ｏ ｉ Ｏ！ 添 ｌ ＲＢ 莫
构特 征和 区 别。
２ 结 果 与 讨 论
２１ 对 力学 性能 的影 响 ． 图 １ 图 ２分 别 给 出 了不 同 ＡＩ 加 入量 试 样 、 粉
热体 箱 式 电炉 中 ， 空 气 气 氛下 烧 成 ， 终 烧成 温 在 最
度 分别 为 １ ０ ｏ １ ５ ｏ １ ０ ｏ １ ５ ｏ ５ ０Ｃ、 ５ ０Ｃ、６ ０Ｃ、 ６ ０Ｃ，保 温
Ｋ Ｏ
Ａ３ Ａ６ Ａ９
一 謦பைடு நூலகம் 豳蟊霾 鳞
对莫来石结合高铝浇注料性能的影响
—０．２３『上０．０８ ４－０．１５ ＋０，４０ ＋０．６８ ＋０．７７ —０．０９ 十０．０２ ＋０．】８ ＋０，６２ ＋１．ＩＯ ＋１．７２
抗折强度（ＭＯＲ） 测试了经１１０ Ｃ ２４小时干燥以及经６００Ｃ和１０００Ｃ１２小时烧后的ＣＭＯＲ，１２５０Ｃ，１３００Ｃ．
１３５０Ｃ和１４００ Ｃ经２４小时烧后的ＣＭＯＲ，详见表７—１０．掺０．５％水泥浇注料的千后，６００Ｃ烧后的 冷态强度由于硅微粉与水的胶体基质结合而显很低，同样的现象也可以从其它用０．５％水泥和８％ 硅微粉“’结合的浇注料所证实。掺６“水泥浇注料的干后及６００ Ｃ烧后强度较高。而１２５０—１４００ Ｃ烧 后的（；ＭＯＲ先随堇青石替代量的增加而＿Ｆ降，后随堇青石含量的增加二提高。Ｂ６一Ｂ２８经１４００Ｃ烧 后结果除外，因为２４小时会变得过烧。骨料结构逐渐从氧化铝变成氧化铝及堇青石并最终变成堇｜霄 石。在冷却时．由于氧化铝与堇青石间较大的热膨胀系数差而会形成一些微裂纹。
堇青石骨料对莫来石结合高铝浇注料性能的影响
ＣＯ
陈志强
洛阳耐欠材料研究院．中国
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Ｍ睫 一肯 ”而 ，火 九材
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摘要拳文研制了可用于窑具的舍有硅微粉和０．５％聂６％水泥的自流型其来石结合堇青石浇 注料。采用Ａｎｄｒｅａｓｓｅｎ颗粒分布设计洗注料组分以获得好的流动性。研完了采用堇青石骨料替代电 熔刚玉后对客重，显气孔率，永久线变化和强度的影响。掺用６蹦和１２蟛堇青石骨料时与高铝骨料的 热膨胀系数不相匹配，而堇青石掺量为２４蹦和２８“时对强度和莫来石形成均有益。用力学共振议测 试了烧后试样的晶格缺陷变化。含０，５％水泥的蔓采石结台蔓青石浇注料可以在１３５０Ｃ时使用，而
结果，与ＣＭＯＲ类似。对．Ａｏ—Ａ２８从１ ２００到１３５０ Ｃ其问，Ａ０在１３００ Ｃ时达到强度最低点而Ａ２４ 和Ａ２８则为１２５０Ｃ。这说明莲青石会降低液相产生的温度并在１３００Ｃ到１３５０Ｃ时促进莫来石的圭Ｅ
矾土骨料对Al_2O_3_SiC_C铁沟浇注料性能的影响_魏建修
3
实际应用
考虑到高炉出铁场主沟的安全运行 ， 采用质量分
数为 27% 的高铝矾土熟料 （ ＞ 5 mm ） 替代棕刚玉颗 3 粒， 在莱钢 3 200 m 高炉（ 铁水温度 1 510 ～ 1 570 ℃ ， 平均温度 1 540 ℃ ） 主沟后半段使用。 使用结果显 示， 高铝矾土熟料与棕刚玉的使用效果差别较大， 浇 注料的寿命明显降低， 尤其在撇渣器前端回旋区， 寿 命降低 50% 以上。因此， 在铁水温度高、 热冲击强的
图 4 各试样的常温抗折强度和常温耐压强度 Fig． 4 Cold modulus of rupture and cold crushing strength of three specimens
表明该试样抗渣侵蚀性能良好； 渣与浇注料的界线分 明， 表明该试样抗渣渗透能力强。 对于试样 B 而言， 渣与浇注料的界限亦较分明， 但侵蚀弧度较试样 A 大， 有一定程度的扩孔。 而对于试样 C 而言， 渣与浇 注料的界线不分明， 显示有一定程度的渗透； 试样侵 扩孔较严重， 表明抗渣侵蚀性较差。 所 蚀面积较大， 用高铝矾土熟料替代部分棕刚玉颗粒比用矾土均 以， 化料代替有较明显的优势。
274 ～ 277
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2013 年 8 月 第 47 卷 第 4 期
矾土骨料对 Al2O3 －SiC－C 铁沟浇注料性能的影响
魏建修 樊海兵 薛海涛 董 丽
中冶武汉冶金建筑研究院有限公司 湖北武汉 430081
摘 要：为降低铁沟浇注料的原料成本， 以粒度 ＞ 1 mm 的高铝矾土熟料 GL － 90 和矾土均化料 GL － 88 分别替代常 规棕刚玉质 Al2 O3 － SiC － C 铁沟浇注料中 ＞ 1 mm 的棕刚玉颗粒， 研究了这两种不同矾土骨料对铁沟浇注料的影 体积密度、 强度以及抗渣侵蚀性均有不同程度的影响。相对 响。结果表明： 不同矾土骨料对铁沟浇注料的流动性、 矾土均化料而言， 品位较高的高铝矾土熟料更适合作为铁沟浇注料中棕刚玉的替代品， 以其为主要骨料制成的铁 沟浇注料， 其各项性能指标与以常规棕刚玉质铁沟浇注料的更为接近， 而且在铁水温度不高、 热冲击较小的中小型 这种铁沟浇注料与棕刚玉质铁沟浇注料的使用效果差别不大； 而在铁水温度较高、 热冲击大的高炉上， 与 高炉上， 棕刚玉质的使用效果差别较大， 尤其是在撇渣器前端回旋区， 应尽量使用棕刚玉质的铁沟浇注料。 关键词：铁沟浇注料； Al2 O3 －SiC－C ； 高铝矾土熟料； 矾土均化料； 棕刚玉
碳化硅对莫来石-铝矾土浇注料力学性能的影响
１ ０ ｃ ａ ｅ ｅ ｕｄｎ １ 【 ｆ ｒｄ ｍｏ ｌｉｇ，ｔｅｓ ｅ ｉ ｎ ｒ ｅ ｔｔ ａｅ ｔ１０ Ｃ ，３ ０ ｃ ａ ｄ １ ０ Ｃｆｒ３ ｈ ｉ ｉ， ： ｔ ｈ ｐ ｃｍｅ ｓａｅ ｈ ａ ｅ ｔｄ ａ ０ ０ ｏ １ ０ Ｉ ｎ ５ ０ ｏ ｏ ｎ ａｒ ｒ ＝
第３ １卷第 １ 期 ２１ ０ ０年 ２月
热 处 理 技 术 与装 备
ＲＥ ＣＨＵＨ Ｉ ＨＵ ＹＵ Ｚ ＡＮＧＢ Ｉ ＪＳ ＨＵ Ｅ
Ｖ １ １ Ｎｏ １ ０ ．３ ． ．
Ｆ ｂ， ０ ０ ｅ ２ １
・
材料研 究 ・
碳 化 硅 对 莫 来 石 。 矾 土 浇 注料 力学 性 能 的影 响 铝
ｒ ｓ ｅ ｔ ｅｙ ｅ ｐ ｃ ｉ ｌ ．Ｔ ｅｐ ｒ ｎ ｎ ｎ ａ ｈ ｎ ｅ ｖ ｈ ｅ ｍａ ｅ ｔｌ ｅ ｃ ａ ｇ ，ｍｏ ｕ ｕ ｆ ｕ ｔ ｒ ，ｃ ｌ ｒ ｓ ｉ ｇ ｓ ｅ ｇｈ ａ ｄ ａ ｒ ｏ ｅ ｉｔ ｉ ｒ ｄ ｌ ｓｏ ｐ ｕ ｅ ｏ ｄ ｃ ｕ ｈ ｎ ｔ ｎ ｔ ｎ ｂ ａ ｉｎ ｒ ｓ — ｒ ｒ ｓ
２ ， 空 气 中分别 于 １０ ４ｈ 在 ００℃ 、３０℃ 和 ｌ０ １Ｏ ５ｏ℃ 热处理 ３ｈ 。检 测各种 温度热 处理后 试样 的线 变化 率 、 折 强度 、 抗 耐压 强度 和 耐磨 性 能 。结果表 明， ‘（ 化硅 ） ０ 时 ， 当 １碳 ） ＝１％ 莫来石 ． 土 浇 注料 经过 铝矾 １０ ００℃和 １０ ３０℃ 热 处理后 的 线收 缩率 出现 最小值 。 由于 热处理 过 程 中形成 的 适量 ＳＯ ｉ 液相 有 助
Ｅｆｅ ｔｏ ｉｉｏ ｒ ｄ ｎ Ｍ ｅ ｈａ ｉ ａ ｏ ｒｙ ｏ ｆ ｃ ｆＳ ｌｃ ｎ Ｃａ ｂｉ ｅ ｏ ｃ ｎ ｃ ｌＰｒ ｐｅ ｔ ｆ Ｍ ｕ ｌ ｅ Ｂａ ｘ ｔ ｓａ ｅ Ｒｅｒ ｃｏ ｙ ｌｉ ｕ ｉｅ Ｃａ ｔ ｂｌ ｆａ ｔ ｒ ｔ
氧化铝耐火材料中性能良好的氧化铝和莫来石微粒在热机械性方面的表现
氧化铝耐火材料中性能良好的氧化铝和莫来石微粒在热机械性方面的表现摘要：氧化铝和莫来石细微粒（~5微米）与粉浆浇注氧化铝莫来石耐火材料相结合，以此来研究它们的显微结构、机械性能和热震性的影响。
氧化铝微粒的加入能显著地提高耐火材料的致密性和机械性能，与之相比，莫来石微粒的加入，则使耐火材料具有多孔性和低的机械性能。
伴随氧化铝的加入，材料抵抗裂纹发生的性能也在增加，这是被R 参数所证实。
因此，需要更大的断裂表面能来连接裂纹的增殖，与断裂韧度的重要性相联系。
提高冷却温度（maybe淬火温度）也可以提高强度和杨氏模量，导致高抗热震性。
作者关键字：氧化铝，莫来石，粉浆浇注，耐火材料，机械性能，热震性。
1.介绍莫来石已被用于研究结构陶瓷的应用，因为它具有高抗热震性，，高抗蠕变性和化学耐侵蚀性。
但是，莫来石陶瓷潜在的性能却不能很容易的被开发成为高温结构陶瓷，因为很难得到完整的没有附加产物的密实物和形成玻璃相的微粒边界。
氧化铝是很好的候选者，以提高莫来石基材料的机械性能，因为玻璃相的形成可以被加入氧化铝合金的莫来石陶瓷所控制。
莫来石固溶烧结体的相对密度，硬度和断裂韧性相当低，但随着铝浓度的增加却相反。
据报道，加入高性能的氧化铝微粒（>10vol.%）导致紧实收缩大量减少，导致实密度伴随颗粒体积分数增加。
此外，中等数量的莫来石和氧化铝在耐火材料中的出现，提供了高的抗热震性。
本文介绍了粉浆浇注耐火材料的机械性能和热震性如何被添加高性能氧化铝和莫来石微粒所影响。
2.实验目前实验，准备了两个不同组的粉浆浇注料。
第一组由粗的（-2+1mm）和中等的（+1000+20um）氧化铝莫来石微粒组成，其中包含5um性能良好的氧化铝微粒。
命名为样品A。
第二组同第一组，命名为B。
耐火材料相组成如下（体积百分数）：样品A：75%氧化铝，20%莫来石，5%粘土。
样品B：55%氧化铝，40%莫来石，5%粘土。
粘土的化学组成： 48.3% SiO2, 37.6% Al2O3, 1.1% K2O,0.5% Fe2O3, 0.4% Na2O, 0.1% CaO and 12% 结合水。
Al_2O_3对CaO-Al_2O_3-SiO_2-Na_2O系微晶玻璃结构与性能的影响
Al_2O_3对CaO-Al_2O_3-SiO_2-Na_2O系微晶玻璃结构与性能的影响刘承军;张影;史培阳;姜茂发【期刊名称】《稀有金属材料与工程》【年(卷),期】2007(36)A02【摘要】利用烧结法工艺制备CaO-Al_2O_3-SiO_2-Na_2O系微晶玻璃,通过DTA、XRD、IR和SEM等分析手段,系统研究Al_2O_3对CaO-Al_2O_3-SiO_2-Na_2O系微晶玻璃的结晶温度、晶体结构以及性能的影响。
研究表明:随着Al_2O_3质量分数升高,初始析晶温度升高,晶体尺寸增大、析晶率升高,微晶玻璃的表观体积密度、显微硬度和抗折强度呈先增加后降低的趋势。
在本实验条件下,最佳的Al_2O_3质量分数为11.77%。
【总页数】3页(P306-308)【关键词】微晶玻璃;烧结法;Al2O3;析晶率【作者】刘承军;张影;史培阳;姜茂发【作者单位】东北大学材料与冶金学院【正文语种】中文【中图分类】TQ171【相关文献】1.晶化温度对MgO—Al2O3-SiO2系微晶玻璃显微结构及性能的影响 [J], 马丽;刘立强;王峰2.晶化时间对MgO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃显微结构及性能的影响 [J], 马丽;刘立强;王峰;张大江3.Al_2O_3对CaO-Al_2O_3-SiO_2系微晶玻璃晶化和性能的影响 [J], 史培阳;姜茂发;刘承军;王德永;朱传运4.Al_2O_3对Na_2O-CaO-Al_2O_3-SiO_2系微晶玻璃烧结和性能的影响 [J], 吴玉敏;王占涛;罗青宏;蔡义生5.不同ZnO/Al_2O_3的LZAS系微晶玻璃的显微结构和性能 [J], 隋普辉;陆雷;张翠玲;姜传飞因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
添加 Al2O3、Y2O3微粉碳化硅陶瓷料浆浇注性能研究
添加 Al2O3、Y2O3微粉碳化硅陶瓷料浆浇注性能研究摘要：有Al2O3、Y2O3参与的碳化硅（SiC)的液相烧结与固相烧结相比，由于烧结温度低，更简便，更经济，同时形成的液相（YAG)还有利于改善材料的性能（如提高材料的抗折强度和断裂韧性），因此已经成为近年的研究重点。
但Al2O3、Y2O3的添加，增加了碳化硅陶瓷料浆的制备难度。
本文论述了影响添加Al2O3、Y2O3的SiC泥浆性能的几个重要因素，运用泥浆Zeta电位随Ph值变化曲线作指导，通过调节Ph值和改变分散介质，着重研究泥浆的稳定性，流动性，泥浆浇注素坯的性能，从而获得浇注性能好，长时间稳定不沉降，固含量高的泥浆。
AbstractCompared with the liquid sintering and the solid-phase sintering of SiC which having the Al2O3, Y2O3 participate in . For the low sintering temperature, it is much more simple much more economic , shaping the YAG have advantage to improve property of the marterial at the same time ( For example : improve the flexural strength and fracture toughness ), So it is become the research points in the recent years.But adding the Al2O3and Y2O3 , increased difficulty of SiC ceramic pulp production. This paper discusses same important factors of the mud properties for the adding of Al2O3, Y2O3. Using curves of mud Zeta potential with Ph change as the guiding. By adjusting the PH value and change dispersion medium , Put emphasis on the mud properties of stability, liquidity , mud casting grain billet , thus get the mud that pouring performance, long time unstable settlement , high content of solid.1 引言碳化硅（SiC)陶瓷具有抗氧化性强、耐磨性能好、硬度高、热震稳定性能好、高温强度高、热膨胀系数低、导热率高以及耐化学腐蚀等特点，是最具有应用前景的高温结构陶瓷之一，被广泛应用于石油、化工、冶金、机械、航天、核能等行业。
铁水包用Al2O3-SiC浇注料的研制
及 ￣０ ． ０ ８ ８ ｍ ，具体配比 口 表３ 所示。
・
２ ・
昆 钢 科 技
２ ０ １ ３年 第 ５期
高 铝矾土熟料 Ｇ Ｌ 一 ６ ０（ ｍｍ ）
２ ０～ １ ０ １ ３ ｌ ０～５ １ ８ ５ ～３ １ ０ ３～ Ｏ ２ ７ ≤０ ． ０ ８ ８ ｄ
崔 娟 康 云 伟 ： 铁水 包用 Ａ ｌ ２ ０ ， 一 Ｓ ｉ Ｃ 浇 注 料 的研 制
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抗热震 性 。针对 以上 要求 ，本课 题采 用先 进 的超 细
粉结合 技术 研制 出具 有抗剥 落性 好 、耐腐 蚀 、耐 冲
刷 、不粘渣 、价格适宜 的耐火浇注料 。
２ 原料及工 艺
２ ． １ 原 料选择
本课 题试 验所用 碳 化硅原 料 主要来 昆 明达成 威
砖 等 ，使 用过 程 中这些 材料 的侵蚀 性 和抗 冲刷 性 较
关于影响铝矾土-耐火材料化学性能因素的研究
关于影响铝矾土-耐火材料化学性能因素的研究张元星（中国地质大学（武汉）材料与化学学院 430074）摘要：以铝矾土耐火为例，比较几种不同组成原料的添加对耐火材料的化学性能产生的影响，进而对未来耐火材料的发展提出合理的建议关键词：铝矾土、板状刚玉、蓝晶石、红柱石前言随着耐火材料行业的发展和社会的进步，一些耐受性、热稳定性差，的耐火材料逐渐被取代，不定型耐火材料用量日益增加。
铝矾土-耐火材料就在这个时候衍生了出来。
天然高铝原料为铝土矿，耐火材料行业通常称为高铝矾土。
高铝矾土按品级经不同温度煅烧生产的高铝熟料是生产Al2O3-SiO2系耐火材料的重要原料。
第一章：影响耐火材料主要化学性能指标1.1耐火度耐火度是耐火材料在高温下抵抗熔化的性能。
耐火度主要取决于耐火材料的化学成份和材料中的易熔杂质的含量。
耐火度并不代表耐火材料的实际使用温度，因为在高温载负作用下耐火材料的软化变形温度会降低，所以耐火材料的实际允许最高使用温度比耐火度低。
耐火度一般通过试验测定。
耐火度大于1580℃的材料方可称为耐火材料。
1.2高温结构强度高温结构强度是指耐火制品在高温下承受压力而不发生变形的抗力。
常以负重软化温度来评定。
所谓负重软化温度是指耐火制品在0.2压力下，以一定的升温速度加热，测出样品开始变形的温度和压缩变形达4%或40%的温度。
前者的温度叫负重软化开始湿度，后者叫负重软化4%或40%的软化点。
1.3热稳定性热稳定性是指抵抗温度急剧变化而不破裂或剥落的能力，有时也称之为耐急冷急热性。
它的测定是将耐火制品加热到一定温度（850℃）然后用流动的冷水冷却，直至进行到因制品破裂而部分剥落的重量为原重量的20%时，所经爱冷热交替次数即为评定热稳定性的指标。
1.4体积稳定性体积稳定性是指耐火制品在一定温度下反复加的热、冷却的体积变化百分率。
一般在多次高温作用下，耐火制品内组成相会发生再结晶和进一歩烧结，会产生残余的膨胀或收缩现象。
耐火浇注料用SiO_(2)、Al_(2)O_(3)和MgO微粉结合剂研究进展
耐火浇注料用SiO_(2)、Al_(2)O_(3)和MgO微粉结合剂研
究进展
王永新;高亚博;方要华;李亚格;黄仲;张海军
【期刊名称】《耐火材料》
【年(卷),期】2024(58)2
【摘要】结合剂是耐火浇注料的重要组成部分,为耐火浇注料提供了早期作业性能和力学强度,并可影响耐火浇注料在高温下的使用性能。
对近年来耐火浇注料用SiO_(2)、Al_(2)O_(3)以及MgO微粉结合剂的研究进展及仍存在的一些问题作出了总结,期望为其进一步研究和更好的应用起到积极的推进作用。
【总页数】7页(P167-173)
【作者】王永新;高亚博;方要华;李亚格;黄仲;张海军
【作者单位】武汉科技大学省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】TQ175
【相关文献】
1.Cr2O3微粉加入量对Al_(2)O_(3)-Cr2O3质耐火材料性能的影响
2.Fe_(2)O_(3)对MgO‒Al_(2)O_(3)‒SiO_(2)微晶玻璃体系微观结构的影响
3.Al_(2)O_(3)、SiO_(2)质量比对Al_(2)O_(3)SiO_(2)-MgO复合粉体电绝缘性能的影响
4.SiO_(2)微粉添加量对Al_(2)O_(3)-SiO_(2)质喷涂料性能的影响
5.不同
Al_(2)O_(3)/SiO_(2)比的MgO-Al_(2)O_(3)-SiO_(2)微晶玻璃制备及性能研究
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硅微粉对莫来石-碳化硅质湿法喷射浇注料性能的影响
2019年8月第44卷第4期耐火与石灰・17・硅微粉对莫来石-碳化硅质湿法喷射浇注料性能的影响王亚娟秦岩望伊涛张普杰(濮阳濮耐高温材料(集团)股份有限公司，濮阳457100)摘要：采用莫来石、碳化硅、板刚玉细粉、氧化铝微粉、纯铝酸钙水泥和硅微粉等原料制备了莫来石-碳化硅质湿法喷射浇注料，研究了硅微粉含量对喷注料流变性能和物理性能的影响。
研究结果表明：硅微粉含量逸4%时，喷注料表现为屈服值和表观黏度都较小的假塑性流体,具有良好的流变性能，适合泵送管道输送；随着硅微粉含量的增加，喷注料的内部结构更致密，常温结合强度也更高，且4%的硅微粉加入量使喷注料的高温结合强度最高。
但过多的硅微粉不利于喷注料的高温性能。
关键词：硅微粉；湿法喷注料；流变性能；物理性能中图分类号：TQ175.12文献标识码：A文章编号：1673-7792(2019)04-0017-03Effect of silica powder on properties of mullite-siliconcarbide based wet shotcreting castablesWang Yajuan Qin Yan Wang Yitao Zhang Pujie(Puyang Refractories Group Co援,Ltd援,Puyang457100,China)Abstract:Mullite-silicon carbide wet shotcreting castables were prepared by mullite?silicon carbide,corundum fines,alumina powder,CAC,silica powder and so on.The effects of different silica powder additions on rheology and physical performance of shotcreting castables were investigated.The results show that when the silica powder addition is more than4%,the wet shotcreting castables are pseudoplastic fluid with smaller yield value and apparent viscosity,and have better rheology to be transported.With silica powder increasing,the castables have compact structure and higher cold modulus of rupture.Besides,the castable with4%silica powder acquires the highest HMOR,which is not favored by more silica powder addition.Key words:Silica powder；Wet shotcreting castables；Rheology；Physical performance1前言近年来，随着浇注料喷射技术的发展，湿法喷射施工以其操作简单、延长炉衬使用寿命、降低成本等优点而广泛应用在钢包、电炉、高炉、鱼雷罐等工业窑炉中［1-3］。
含Al_2O_3_SiO_2体系反应烧结过程中莫来石的形成
文章编号:1000-2278(2002)03-0149-07含Al 2O 3ΠSiO 2体系反应烧结过程中莫来石的形成赵世柯 黄 勇 3黄校先 3郭景坤(清华大学,3中国科学院上海硅酸盐研究所)摘 要深刻理解莫来石的形成及其动力学对采用反应烧结方法制备具有良好性能的莫来石或含莫来石陶瓷具有重要的指导意义。
本文对几种含Al 2O 3ΠSiO 2体系反应烧结过程中莫来石的形成过程进行了系统总结,深入分析了莫来石形成及其动力学机制的影响因素。
表明莫来石的形成机制主要取决于反应温度和起始原料的特征,低温下(<1650℃)莫来石形成是一个在富S iO 2基质中成核和生长的过程,其生长速率受Al 2O 3颗粒向非晶富S iO 2基质相中的溶解过程控制;而在1650℃以上,莫来石的成核和生长发生在Al 2O 3和S iO 2的界面上,生长速率由Al3+和S i 4+通过莫来石层的互扩散过程控制。
关键词:莫来石,反应烧结,莫来石形成机制中图法分类号:T Q174.75+8.1 文献标识码:AMU LLITE FORMATION MECHANISMS IN REACTION -SINTERINGOF Al 2O 3ΠSiO 2CONTAINING MIXE D POWDERSZhao Shike Huang Yong 3Huang Xiaoxian 3Guo Jingkun(Tsinghua University ,3Shanghai Institute of Ceramics ,Chinese Acdademy of Science )AbstractThe literatures in the past decades ,with respect to mullite formation by reaction sintering of Al 2O 3ΠSiO 2containing mixed powders ,were reviewed in this paper ,and the factors affecting mullite formation mechanism were discussed.It is indicated that the nucleation and growth of mullite is closely related to reaction tem perature and properties of starting materials.At low tem 2perature ,mullite formation occurs by nucleation and growth within the aluminosilicate phase formed by reaction between Al 2O 3and SiO 2,and the growth rate is controlled by the diss olution of Al 2O 3.At high tem perature ,however ,mullite will nucleate and grow at the point of contact between Al 2O 3and SiO 2particles ,and the rate -controlling step is the diffusion of Al 3+and Si4+through mullite crystal lattice.A cross over tem perature ,at which mullite formation mechanism begin to tran form ,is suggested tobe between 1350℃and 1650℃.K eyw ords mullite ,reaction -sintering ,mullite formation mechanism1 前 言莫来石作为一种重要的工程陶瓷得到广泛研究和应用。
齐鲁工业大学耐火材料试题及答案
1、耐火材料的定义（名词解释）。
主要由无机非金属材料构成的且耐火度不低于1580℃的材料和制品。
2、无定形耐火材料的一般生产工艺流程。
原料的加工→配料→混炼→成型→干燥→烧成→拣选→成品。
（老师说只答这些不得全分，自己在丰富一下内容）3、含有晶相、玻璃相和仅含晶相的耐火材料两种材料的纤维组织结构。
按其主晶相和基质的成分可以分为两类:一类是含有晶相和玻璃相的多成分耐火制品，如图（a ）；一类是仅含晶相的多成分的结晶体，如图（b ）。
注：主晶相指构成制品结构的主体且熔点较高的晶相。
基质指耐火材料中大晶体或骨料间隙中存在的物质。
4、高铝矾土加热变化特点？二级矾土为何最难烧结。
高铝矾土的加热变化是所含各矿物加热变化的综合反映，可分为三个阶段，即分解、二次莫来石化和重结晶烧结过程。
Al 2O 3∙2SiO 2∙2H 2O 450~550℃ Al 2O 3∙2SiO 2+2H 2O ↑α- Al 2O 3∙H 2O 400~600℃ α- Al2O3+H 2O ↑(1)分解阶段Al 2O 3∙2SiO 2∙2H 2O 450~550℃ Al 2O 3∙2SiO 2 + 2H 2O ↑α- Al 2O 3∙H 2O 400~600℃ α- Al 2O 3 + H 2O ↑3（Al 2O 3∙2SiO 2） >950℃ 3Al 2O 3∙2SiO 2 + 2SiO 2(2)二次莫来石化阶段。
二次莫来石(次生莫来石)化是指高铝矾土中所含高岭石分解并转变为莫来石后，析出的SiO2与水铝石分解后的刚玉相作用形成莫来石的过程。
(3)重结晶烧结阶段。
当矾土的二次莫来石化已趋完成后，进入重结晶阶段，莫来石和刚玉晶体发育长大，气孔缩小和消失，料块逐渐致密化并烧结。
二级铝矾土难以烧结的原因：影响烧结的主要因素是二次莫来石化、在高温下的液相组成和数量以及铝矾土的组织结构。
1）二级铝矾土，Al 2O 3/SiO 2比值接近莫来石的Al 2O 3/SiO 2比值，在煅烧后莫来石含量高，二次莫来石化程度大，该反应会引起明显的体积膨胀对烧结其阻碍作用；2）二次莫来石化反应时，颗粒周围会形成莫来石膜阻碍反应进行，而二级铝矾土均匀性差，煅烧时由于矿物分布不均匀，莫来石膜厚度增加，铝、硅离子的扩散距离增长，使反应更难进行；3）二级铝矾土在烧结过程中，液相量少于三级铝矾土，生成液相黏度高于特级和一级铝矾土，，对烧结作用的促进效果差。
SiO_(2)粒度和反应温度对熔盐法合成莫来石晶须的影响
SiO_(2)粒度和反应温度对熔盐法合成莫来石晶须的影响
苏玉玺;李心慰;吴锋;高永军;罗旭东;冯雨;陈卫敏
【期刊名称】《耐火材料》
【年(卷),期】2022(56)4
【摘要】为了研究SiO_(2)原料粒度和反应温度对熔盐法合成莫来石晶须的影响,
以Al_(2)(SO_(4))_(3)·18H_(2)O和d_(50)分别为80.25、45.16、0.91、0.02μm
的SiO_(2)为原料,以Na_(2)SO_(4)为熔盐介质,分别在800、900、1000、1100℃保温3 h后,经蒸馏水浸泡、抽滤、洗涤、烘干制成莫来石晶须试样,分析了莫来石
晶须试样的物相组成和显微结构。
结果表明:最佳制备条件为采用d_(50)=0.02μm 的SiO_(2),制备温度为900℃;所制备的莫来石晶须结晶良好,纯度较高,长径比较大。
【总页数】4页(P342-345)
【作者】苏玉玺;李心慰;吴锋;高永军;罗旭东;冯雨;陈卫敏
【作者单位】辽宁科技大学材料与冶金学院;郑州瑞泰耐火科技有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TQ175
【相关文献】
1.硫酸钠熔盐法微硅粉制备莫来石晶须
2.熔盐法合成莫来石晶须
3.以煤矸石为原料熔盐法低温合成纳米莫来石晶须
4.温度对硫酸钠熔盐中合成莫来石晶须的影响
5.
高岭土为原料熔盐法制备莫来石晶须
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碳化硅对莫来石质浇注料耐碱性能的影响
MPD 型 X 射线衍射仪（ CuK α1 辐射， 及体积密度。其次， 用荷兰 X＇ Pert管压： 40 kV， 管流： 40 mA， 步长 0． 02° ，
－1 扫描速度为 4° ·min ， 扫描范围 15° ～ 65° ） 分析 1100 ℃ 热处理后试样和耐碱性侵蚀试样的物相组成。 用 X 射线荧光光谱分析热处理后试样和耐碱侵蚀试样的化学组成 。用日本电子 JSM6480 LV 型扫描电镜观察
表1 Table 1
Ｒaw materials Calcined clay grain Al2 O3 micropowder Silica fume Calcium aluminate cement SiC powder Al2 O3 46． 76 99． 38 1． 84 70． 94 0． 13 பைடு நூலகம்iO2 43． 29 0． 25 91． 54 0． 21 2． 36
以焦宝石骨料、 氧化铝微粉、 二氧化硅微粉和铝酸钙水泥为主要原料， 添 摘要： 为提高莫来石质浇注料耐碱侵蚀性能， XＲF 及 SEM 方法对热处理后和碱侵蚀后试样的物相组 加一定数量碳化硅， 制备莫来石质耐碱浇注料。通过 XＲD、 成、 化学组成和微观结构进行表征， 重点研究添加剂碳化硅对莫来石质浇注料组成、 结构及耐碱侵蚀性能的影响。结 果表明： 莫来石质浇注料经 1100 ℃ 热处理后试样主要矿物为莫来石和鳞石英， 随着碳化硅加入量增大， 热处理后浇注 料试样常温强度略有减小， 碳化硅添加剂表面氧化促进了浇注料中莫来石化程度的提高。氧化钾对莫来石质浇注料 具有强溶剂效应， 高温下易于与浇注料中的氧化铝和二氧化硅形成高温液相， 形成连续性的碱侵蚀， 低温条件下以钾 长石形式存在。引入碳化硅一定程度上阻塞了碱侵蚀过程中高温液相通道， 降低了莫来石质浇注料碱侵蚀速度。 关键词： 碳化硅； 莫来石质浇注料； 碱侵蚀； 钾长石 中图分类号： TQ175 文献标识码： A 985X（ 2015 ） 12375906 文章编号： 1000-
温度对莫来石-SiC- Al2O3纳米复合材料制备的影响[2]
![温度对莫来石-SiC- Al2O3纳米复合材料制备的影响[2]](https://img.taocdn.com/s3/m/9cdce74669eae009581becd7.png)
heating curve of experiment two 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0
heating curve of experiment three
360
temperature(℃)
temperature(℃)
300 150 120 120 150
四、烧成制品
烧成试样整体图
实验结果与讨论
所在列 1 温度 1 1 2 时间 1 2 3 结合剂 1 2 4 配比 1 2 莫来石含量 结果 0 3
一、XRD分析 由右直观分析表可知： 温度对莫来石化影响 最大，其次是配比， 时间和结合剂。
因素 实验1 实验2
实验3
实验4 实验5 实验6 实验7 实验8 实验9 均值1
引 言
二、解决方法 通过多相复合来改善材料的相关性能是 材料改性的重要手段之一。 目前常用的方 法有两大类。 一类是采用机械或物理化学的方法。这 种方法是在陶瓷基体中直接加入第二相(增 韧增强剂)，即在基体的粉末中加入第二相 的纤维、晶须或颗粒混合后烧结。由于第 二相和基体之间的差异，颗粒的分布均匀 性较难解决，影响了其发展应用。
1
2 3 1 2 3 409.367
2
3 1 3 1 2 282.767
3
1 2 2 3 1 421.133
547.5
420.8 353 464.9 279.6 626.9
440.433
358.033
516.033
397.200
457.133
378.000
346.600
327.067
极差
209.300
1500
1500 1500
添加Al2O3和玻璃对高岭土中针状莫来石生成的影响
添加Al2O3和玻璃对高岭土中针状莫来石生成的影响松田应作;范玉容【期刊名称】《佛山陶瓷》【年(卷),期】1994(000)003【摘要】一、绪言由于莫来石陶瓷优异的耐热性、耐腐蚀性,使得用各种不同原料制备莫来石的方法以及对所制得的莫来石的烧结性及烧结体特性等方面的研究非常活跃。
虽然人们已知由天然原料高岭土,绢云母等粘土矿物与石英,长石组成的陶瓷原料在1300℃时有针状莫来石从玻璃相中析出,但玻璃相对莫来石的针状化影响并不一定了解。
勝木等报告说,杂质含量少的新西兰高岭土,烧成温度达1600℃以上能促进针状莫来石的生长,用氢氟酸溶解除去1650℃～1700℃烧成体中的玻璃后(玻璃相主要是熔融了的方石英),得到接近理论组成(3Al_2O_3·2SiO_2)的针状莫来石约60wt％。
推测形成针状莫来石的原因是:1600℃以上方石英熔融成为低粘度的玻璃相,使Al_2O_3和SiO_2的反应活性增大,莫来石晶体的生长速度增大所致。
【总页数】6页(P24-29)【作者】松田应作;范玉容【作者单位】不详;不详【正文语种】中文【中图分类】TQ174.758【相关文献】1.煤系高岭岩生产单晶相莫来石的生成条件研究 [J], 任忠胜2.添加络合剂对莫来石凝胶的结构及其凝胶转变莫来石过程的影响 [J], 吴清洲;江仲华3.通过干磨的方法从高岭土中制备莫来石 [J], Kawai,S;王为4.某些添加剂与莫耒石类型对锆莫来石烧结的影响[J], Д.,ЭВ;霍素真5.高岭土制备轻质莫来石骨料及其对莫来石-碳化硅耐火材料性能的影响 [J], 舒小妹; 桑绍柏; 伍书军; 夏昌勇; 吴龙水因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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第28卷第3期 硅 酸 盐 通 报 Vol .28 No .3 2009年6月 BULLETI N OF T HE CH I N ESE CERAM I C S OC I ETY June,2009 基质中A l 2O 3/S iO 2对高铝矾土2莫来石2碳化硅质浇注料性能的影响马小斌,高里存,钟黎声,周 婷(西安建筑科技大学材料科学与工程学院,西安 710055)摘要:研究了基质中A l 2O 3/Si O 2对高铝矾土2莫来石2碳化硅质浇注料的组成和性能的影响。
借助SE M 、E DX 和XRD 分析了浇注料的显微结构及晶相组成。
实验结果说明掺入适当比例的氧化铝微粉(α2A l 2O 3)、亚白刚玉细粉(<0.074mm )和氧化硅微粉,使细粉中A l 2O 3/Si O 2比达到2.74左右,有利于系统中原位合成莫来石的反应生成,能较好的改善浇注料的性能,尤其是力学性能。
关键词:原位合成;莫来石;浇注料中图分类号:T Q174文献标识码:A文章编号:100121625(2009)0320594205Effect of A l 2O 3/S iO 2i n M a tr i x on Properti es of A lu m i n i um Baux ite 2m ullite 2carborundu m Ca stableMA X iao 2bin,GAO L i 2cun,ZHON G L i 2sheng,ZHOU Ting(College ofMaterials Science and Engineering,Xi’an University of A rchitecture and Technol ogy,Xi’an 710055,China )Abstract:I n this paper,effect of A l 2O 3/Si O 2in matrix on constitutes and p r operties of alum inium bauxite 2mullite 2carborundum castable had been studied .M icr ostructure and phase compositi on were perf or med by SE M ,EDX and XRD.The results revealed that,it can be favorable t o the reacti on of in 2situ synthesize mullite in syste m which can i m p r ove the p r operties of castable,es pecially mechanical p r operty,when the rati o of A l 2O 3/Si O 2up t o 2.74via additi on of α2A l 2O 3,sub 2white corundum fine powder and silica powder in p r oper p r oporti on .Key words:in 2situ synthesize;mullite;castable基金项目:陕西省重点学科建设专项资金资助项目作者简介:马小斌(19812),男,硕士研究生.主要从事高温结构陶瓷方面的研究.E 2mail:21585676@qq .com1 引 言随着我国水泥工业的结构调整,近几年,大、中型新型干法水泥窑得到了大力发展,同时也对水泥窑用耐火浇注料提出了更高的要求[1]。
刚玉和碳化硅因强度高、耐磨性好、高温性能优异,而成为水泥窑用耐火浇注料的优质原料。
但由于刚玉和碳化硅烧结性能差,采用普通结合剂会使产品的高温性能降低。
如采用铝酸钙水泥作为结合剂时,低温结合强度较好,但中、高温热处理后强度差[2]。
因此本试验采用氧化硅微粉、亚白刚玉细粉、氧化铝微粉和莫来石微粉作为基质,并掺加高铝水泥作为结合剂,旨在研究基质中A l 2O 3/Si O 2对浇注料性能的影响,尤其是对中高温热处理后的强度的影响。
第3期马小斌等:基质中A l2O3/Si O2对高铝矾土2莫来石2碳化硅质浇注料性能的影响5952 试 验2.1 原 料骨料采用粒度8～5、5～3、3～1mm的特级铝矾土(A lO3≥90%)和粒度≤1mm的烧结莫来石(J MS2270);基质料采用粒度≤0.088mm的碳化硅粉(Si C≥97%)、粒度≤0.074mm的莫来石粉、亚白刚玉粉(w(A lO3)≥97%)、Si O2微粉和α2A l2O3微粉;以铝酸钙水泥为结合剂;分散剂采用六偏磷酸钠(SHP)。
主要2原料的化学组成见表1。
表1 主要原料的化学组成Tab.1 Che m i ca l co m positi on s of ma i n st arti n g ma ter i a ls wt% Component A l2O3Si O2Fe2O3R2O Ca O Ti O2Si C Special grade bauxite92.252 1.610.320.4122Sintered mullite72.2026.150.710.35222 V ice2white97.050.540.310.200.220.752 uf2Si O20.3592.50.2120.2522α2A lO399.010.040.06220.0122Si C0.3120.1422297.03 Calcium alum inate cements68.620.720.160.0829.5222.2 试样制备及性能检测浇注料试样中骨料和细粉的质量比为65∶35,掺加5%的水和0.2%的六偏磷酸钠。
具体配比见表2。
根据配比称量物料,混合均匀后制成40mm×40mm×160mm的试样。
常温下养护24h,经110℃×24h干燥,然后将试样于1100℃×3h和1500℃×3h烧结,分别按Y B/T5203293、Y B/T5200293和Y B/T5201293测量烧后试样的线变化率、显气孔率、抗折强度、耐压强度和体积密度。
并对试样做SE M和E DX检测分析。
表2 浇注料试样的配比Tab.2 For m ul a s of spec i m en s wt% Numbers S1S2S3S4 Special grade bauxite(1～8mm)55555555Sintered mullite(0～1mm)10101010 Si C(<0.074mm)10101010 Sintered mullite(<0.074mm)9630A lum ina powder7101316Silicon di oxide powder5555Calcium alum inate ce ments4444A l2O3/Si O2in matrix 1.48 2.11 2.74 3.37 (注:由于铝酸钙水泥中的A lO3以铝酸盐形式存在,因此计算基质中A l2O3/Si O2时没有考虑铝酸钙水泥)23 结果与讨论3.1 基质中A l2O3/S i O2对浇注料体积密度和显气孔率的影响不同条件下处理后试样的体积密度和显气孔率见图1、图2。
可以看出:随着细粉中A lO3/Si O2比的增大,经110℃×24h、1100℃×3h和1500℃×3h热处理后2试样的体积密度逐渐增大。
总的趋势是:随着热处理温度的升高浇注料的体积密度增大,随着A lO3/Si O22的增大体积密度增大。
其中基质中A lO3/Si O2从1.48增大到2.11时体积密度增加比较平缓,而从2.11增2大到2.74时增幅最大,再增加到3.37时增幅又趋于平缓。
这可能是由于当氧化铝粉加入量达到13%后浇注料基质中A lO3/Si O2为2.74,有利于原位莫来石的生成。
由图2可以看出,随着基质中A l2O3/Si O2增大2显气孔率变化不大,110℃×24h热处理后显气孔率最低,1500℃×3h热处理后显气孔率居中,1100℃×3 研究快报硅酸盐通报 第28卷596h热处理后显气孔率最大。
这可能是由于浇注料中加入了4%的铝酸钙水泥作为低温结合剂,且浇注料颗粒级配合理使浇注料密实,显气孔率较低。
经1100℃×3h后,浇注料基质中的A lO3微粉与Si O2微粉反应2和生成莫来石、局部开始烧结气孔增多。
1500℃×3h热处理后由于浇注料中Si C颗粒表面氧化生成Si O2CO2气体,新生成的Si O2阻塞了部分气孔形成闭气孔,及原位合成莫来石的生成引起的体积膨胀,使得显气孔率降低。
3.2 基质中A l2O3/S i O2对浇注料线变化率的影响图3所示为不同温度下热处理后试样的线变化率。
从图中可以看出:1100℃×3h热处理后各试样都产生了微小的收缩,并且收缩量差别不大;1500℃×3h热处理后各试样表现为膨胀,这是由于部分Si C氧化发生膨胀反应所致,并随着基质中A lO3/Si O2的增大,膨胀量减小。
浇注料基质中A l2O3/Si O2为2.74和23.37的试样的膨胀量最小且基本相等,这可能是由于在这两个试样中含有更多的原位生成莫来石,一方面合成莫来石引起体积膨胀可封闭部分气孔,另一方面这些原位生成莫来石阻止了部分Si C的氧化。
3.3 基质中A l2O3/S i O2对浇注料常温抗压强度和抗折强度的影响不同温度热处理后试样的抗压强度和抗折强度见图4、图5。
可以看出:随着基质中A lO3/Si O2的增大,1100℃×3h和1500℃×3h热处理后试样的常温抗折强度2和常温抗压强度呈逐渐增大的趋势;而110℃×24h处理后试样的常温抗折强度和常温抗压强度变化不大。
这可能是由于在低温状况下,浇注料的力学性能主要取决于其低温结合剂,4个试样中都掺加了4%的铝酸钙水泥,因此低温强度相差不大。
1100℃×3h热处理后试样的常温抗折强度和常温抗压强最高。
这主要是由于浇注料中掺加的氧化铝微粉、亚白刚玉细粉和氧化硅微粉在1100℃反应生成莫来石,这些原位合成针状莫来石纵横交错形成网络结构[3]。
使得浇注料具有很高的强度。
尤其是浇注料基质中A lO3/Si O2达2到2.74后,浇注料的力学性能更为优异。
1500℃×3h热处理后S试样的常温抗折强度达16.8MPa、常温3 第3期马小斌等:基质中A l 2O 3/Si O 2对高铝矾土2莫来石2碳化硅质浇注料性能的影响597 抗压强度达158.0MPa,线变化率0.23,主要是原位合成莫来石发育长大,主晶相与基质间结合紧密,形成较好的陶瓷结合,气孔率仅13.5%,说明其烧结良好。