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行業(yè)資訊

鋯質(zhì)莫來(lái)石磚特點(diǎn)

編輯:耐火磚廠家   分類:行業(yè)資訊  發(fā)布:2022-06-02   瀏覽:

氧化鋯對(duì)莫來(lái)石材料的燒結(jié)具有促進(jìn)作用,ZrO2的加入,由于低熔點(diǎn)物的產(chǎn)生和空位的形成可以加速ZTM材料的致密化燒結(jié)過(guò)程。當(dāng)ZrO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%時(shí),在1530℃燒成的坯體的相對(duì)理論密度達(dá)到98%,強(qiáng)度達(dá)378MPa,韌性達(dá)4.3MPa·m1/2。

 

電熔鋯莫來(lái)石磚.jpg

 
天然的斜鋯石(ZrO2)常呈不規(guī)則塊狀,黑色、褐色、黃色或無(wú)色。我國(guó)天然的斜鋯石礦體很少。工業(yè)上使用的ZrO2,屬化工原料,是由鋯英石(ZrO2·SiO2) 采用化學(xué)方法制得的白色或微黃色粉末。純的ZrO2在常壓下共有三種晶型:從低溫到高溫依次為單斜相、四方相和立方相。立方相氧化鋯為螢石結(jié)構(gòu),四方晶型相當(dāng)于螢石型結(jié)構(gòu)沿著c軸伸長(zhǎng)而變形的晶體結(jié)構(gòu);而單斜晶型則可以看作四方晶型沿著β角偏轉(zhuǎn)一個(gè)角度而成的。在不同溫度范圍內(nèi)可相互轉(zhuǎn)化。
 
穩(wěn)定的ZrO2,依其穩(wěn)定程度的不同,又有部分穩(wěn)定的ZrO2和全穩(wěn)定的ZrO2之分,由于全穩(wěn)定的ZrO2的熱膨脹系數(shù)較大,其熱震穩(wěn)定性不及部分穩(wěn)定的好,故后者常用來(lái)做陶瓷和耐火材料的增韌材料。
 
雜質(zhì)對(duì)莫來(lái)石耐火磚性能的影響及改善方法
莫來(lái)石質(zhì)耐火材料中通常含有TiO2、Fe2O3、CaO、MgO、K2O和Na2O等雜質(zhì)氧化物,天然原料生產(chǎn)的莫來(lái)石中的雜志含量要比人工合成原料高。這些雜質(zhì)氧化物在莫來(lái)石中起溶劑作用,降低溶液的形成溫度和黏度,增大液相的生成量,提高溶液和對(duì)固相的溶解速度和溶解數(shù)量,但各雜質(zhì)氧化物所起的作用強(qiáng)弱程度不同,其中以K2O和Na2O對(duì)液相形成溫度影響,K2O和Na2O分別使其無(wú)變量點(diǎn)溫度降低513~724℃,同時(shí)還起分解莫來(lái)石的作用,在這寫雜質(zhì)氧化物中,TiO2的影響小,僅使無(wú)變量點(diǎn)溫度降低101~107℃.當(dāng)TiO2含量較少時(shí),除了部分固溶于莫來(lái)石中形成有限固溶體,促進(jìn)莫來(lái)石生成和晶體發(fā)育長(zhǎng)大外,還有部分在高溫下進(jìn)入液相形成玻璃體。
 
高溫下Fe2O3在莫來(lái)石和剛玉有一定固溶度,形成有限固熔體。它在剛玉中的固溶度較在莫來(lái)石中的高,由于固溶體的形成,使莫來(lái)石和剛玉的晶格長(zhǎng)大。Fe2O3對(duì)Al2O3-SiO2系材料的始熔溫度與系統(tǒng)中的Al2O3含量或者說(shuō)與Al2O3/SiO2比值有關(guān),當(dāng)Al2O3/SiO2<2.55時(shí),始熔溫度為1380℃,若Al2O3/SiO2>2.55時(shí),始熔溫度提高到1460℃,并隨其Al2O3含量提高而逐漸提高。在還原氣氛下,F(xiàn)e2O3被還原成FeO而脫溶進(jìn)入玻璃相,并使系統(tǒng)的始熔溫度下降,分別下降至1240℃和1380℃。
 
總之,隨著莫來(lái)石磚中Al2O3含量的提高,其高溫性能提高;而溶劑量增多,高溫性能降低。據(jù)此,嚴(yán)格控制雜質(zhì)氧化物含量,尤其K2O、Na2O和Fe2O3的含量,是獲得高性能高純莫來(lái)石磚的重要措施。在含有堿類成分熔渣或氣體環(huán)境中使用,對(duì)莫來(lái)石質(zhì)耐火磚均具有嚴(yán)重的侵蝕作用。
 
鋯莫來(lái)石磚是以莫來(lái)石和氧化鋯為原料的熔鑄耐火制品。鋯莫來(lái)石熔鑄磚晶體結(jié)構(gòu)致密,荷重軟化溫度高,熱穩(wěn)定性好,常溫及高溫下機(jī)械強(qiáng)度高,耐磨性好,導(dǎo)熱性好,并且有良的抵抗侵蝕的能力。
 
以工業(yè)氧化鋁和鋯英石為原料,通過(guò)反應(yīng)燒結(jié)制成的鋯莫來(lái)石磚,因反應(yīng)和燒結(jié)同時(shí)進(jìn)行,工藝過(guò)程控制比較困難。通常,在燒成時(shí)先在1450℃保溫,使其致密化,然后再升溫至1600℃進(jìn)行反應(yīng),ZrSiO4在大于1535℃分解成ZrO2和SiO2,其中SiO2和Al2O3反應(yīng)生成莫來(lái)石,由于ZrSiO4分解時(shí)有一部分液相出現(xiàn),并且ZrSiO4的分解可使顆粒細(xì)化,增加比表面積,從而促進(jìn)燒結(jié)。
 
研究表明,在鋯英石的加入量小于54.7%時(shí),隨著鋯英石加入量的增加,燒結(jié)試樣的顯微結(jié)構(gòu)由柱狀剛玉構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)逐漸過(guò)渡到由柱狀莫來(lái)石構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。試樣的高溫抗折強(qiáng)度(1400。C)也隨氧化鋯含量的增加而增大,在氧化鋯含量為23.7%時(shí)出現(xiàn)一較大值,而后強(qiáng)度下降。鋯英石的加入有助于抗熱震性的提高。

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