高鋁磚：高鋁耐火材料的燒結(jié)機(jī)理及基本特性是什么？

TOP窯爐內(nèi)襯應(yīng)用技術(shù)開講啦，今天給大家分享的是關(guān)于高鋁耐火材料的相關(guān)知識(shí)。

高鋁耐火材料的特點(diǎn)是Al2O3含量高，因此其一系列高溫工作性能優(yōu)于粘土耐火材料，高鋁耐火材料時(shí)以Al2O3和SiO2為基本化學(xué)組成的耐火材料。根據(jù)制品中的Al2O3含量，用天然鋁礬土原料制造的高鋁質(zhì)耐火材料。

高鋁耐火材料的燒結(jié)類型

燒結(jié)類型按材料形態(tài)，燒結(jié)可分為固相燒結(jié)與液相參加下的燒結(jié)，前者指純固體材料的燒結(jié)，后者指有液相參與下的燒結(jié)。按工藝過(guò)程分，燒結(jié)的方法很多，新方法還在不斷出現(xiàn)，最常見的方法有以下幾種。

1、等溫?zé)�結(jié)，在恒溫條件下的燒結(jié)，現(xiàn)有許多燒結(jié)動(dòng)力學(xué)棋型是在這種條件下導(dǎo)出。

2、難等溫?zé)�結(jié)。在非等溫條件下的燒結(jié)。常見的有等速升溫?zé)�結(jié)。

3、熱壓燒結(jié)， 被燒結(jié)料塊在壓力下進(jìn)行的燒結(jié)。

4、熱等靜壓燒結(jié)，料塊受到于高等靜壓條件下所進(jìn)行的燒結(jié)，這種愔況下料塊受到來(lái)自各方向的均勻壓力。

5、反應(yīng)燒結(jié)，燒結(jié)與化學(xué)反應(yīng)在同一過(guò)程中進(jìn)行的燒結(jié)。6、活化燒結(jié)。 這是一個(gè)意義廣泛的名詞。按國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，所有被加速了 的燒結(jié)均被稱為活化燒結(jié)。

高鋁耐火材料的理及基本特性

從Al2O3-SiO從2系統(tǒng)的相圖可以看出，當(dāng)Al2O當(dāng)含量小于72%時(shí)，最高溫度(莫來(lái)石熔融溫度)為1850℃以前唯一穩(wěn)定的高溫固相是莫來(lái)石。SiO除參與莫來(lái)石組成外，剩余的2SiO2在高溫下形成液相。當(dāng)高鋁磚和莫來(lái)石的組成(71.8％Al2O3，28.2％SiO2)接近時(shí)，液相形成量減少，產(chǎn)品耐火性增強(qiáng)。

Al2O3含量小于72%的高鋁磚，伴隨著高鋁磚，Al2O3、產(chǎn)品中莫來(lái)石含量增加，其耐火性也相應(yīng)提高；Al2O3.含量超過(guò)72%的高鋁磚，高溫下穩(wěn)定固相為莫來(lái)石和剛玉，液相溫度為莫來(lái)石一剛玉系統(tǒng)中低共熔點(diǎn)溫度(1840℃)。當(dāng)Al2O3含量大于78%時(shí)，隨著3含量大于78%，Al2O隨著高鋁磚含量的增加，剛玉含量相應(yīng)增加，耐火性不斷提高，當(dāng)達(dá)到純剛玉的組成時(shí)，其耐火性最好。但在生產(chǎn)一般高鋁磚所用的原料中，它通常含有1~3%的雜質(zhì)，因此高銷質(zhì)產(chǎn)品的液相溫度遠(yuǎn)低于理論溫度。

高鋁磚的熱穩(wěn)定性與礦物組成有關(guān)。Al2O在含量低于72%的產(chǎn)品中，隨著含量低于72%的產(chǎn)品，Al2O3.含量:味噌、莫來(lái)石晶相增多，產(chǎn)品熱穩(wěn)定性相應(yīng)提高；當(dāng)產(chǎn)品內(nèi)部時(shí)，Al2O當(dāng)含量超過(guò)78%時(shí)，共存的晶相是莫來(lái)石和剛玉，此時(shí)增加產(chǎn)品中的晶相Al2O3含量會(huì)增加產(chǎn)品中剛玉晶相的數(shù)量，但剛玉的熱膨脹率大于莫來(lái)石(剛玉的熱膨脹率為1萬(wàn)℃時(shí)為0.8～0.85％。

莫來(lái)石為0.5～0.55%降低了高鋁磚的熱穩(wěn)定性。但在這類產(chǎn)品中，進(jìn)一步提高剛玉含量會(huì)增加產(chǎn)品的強(qiáng)度和導(dǎo)熱性，從而提高產(chǎn)品的熱穩(wěn)定性。

高鋁磚的耐渣性Al2O隨著含量的增加，純剛玉制品(含98~99%)Al2O3)抗渣性最強(qiáng)。

高溫下，高鋁耐火材料結(jié)構(gòu)內(nèi)的固體晶體相互反應(yīng)。氧化鋁。(A12O3)和氧化硅(SiO2)在高溫下合成莫來(lái)石(3)A12O3·2SiO2)。這種反應(yīng)——直接處于不停止的振動(dòng)狀態(tài)，隨著溫度的升高，振動(dòng)加劇:當(dāng)某些質(zhì)點(diǎn)獲得足夠的能量時(shí)，晶體的缺陷或空位就會(huì)形成。根據(jù)晶體質(zhì)點(diǎn)活化能的強(qiáng)度，質(zhì)點(diǎn)逐漸擴(kuò)散到晶體表面，產(chǎn)生反應(yīng)產(chǎn)物。開始反應(yīng)形成的反應(yīng)產(chǎn)物分散性強(qiáng)，晶體結(jié)構(gòu)存在諸多缺陷。晶體陷。晶體的質(zhì)點(diǎn)活化率很高，經(jīng)過(guò)晶體質(zhì)點(diǎn)的位移，晶格缺陷得到糾正，成為穩(wěn)定的晶體，即所謂的再結(jié)晶過(guò)程。

影響固相反應(yīng)的因素很多，主要包括晶格結(jié)構(gòu)、溫度、粒度和雜質(zhì)介入。晶格結(jié)構(gòu)松散的晶體容易發(fā)生固相反應(yīng)。以氧化鋁為例，α—Al2O3晶格結(jié)構(gòu)致密，和MgO合成鎂鋁尖晶石(MgO·Al2O需要在920年3)時(shí)，℃合成反應(yīng)只發(fā)生在溫度下；晶格疏松；γ—Al2O3，在700℃合成反應(yīng)立即開始。顆粒越細(xì)，比表面積越大，有利于加速反應(yīng)。限量雜質(zhì)起熔劑作用，有利于激活晶格，也能促進(jìn)固相反應(yīng)。固體物質(zhì)的燒結(jié)機(jī)理取決于液相的存在。

當(dāng)沒(méi)有液相時(shí)，只依靠固相反應(yīng)燒結(jié)，屬于固相燒結(jié)范疇；如果有少量液相燒結(jié)，則屬于液相燒結(jié)范疇。高鋁礦物(原料或成品)多為離子晶體，質(zhì)點(diǎn)燃燒擴(kuò)散，常以離子的形式相互擴(kuò)散。

高鋁耐火材料的材料大多是晶體，如剛玉(α—Al2O3)莫來(lái)石(3)A12O3·2SiO2)，水鋁石(A12O3·H2O)，高嶺石(A12O3·2SiO2·2H2O)，葉蠟石A12O3·4SiO2·H2O)，硅線石礦物(A12O3·SiO2)等。它們屬于離子晶體，其結(jié)晶形狀是由不同電荷離子的靜電引力和相同電荷離子之間的排斥平衡引起的。高鋁耐火材料因其成分不同，熔點(diǎn)面積廣，A12O3—SiO系統(tǒng)最低熔點(diǎn)為1545℃，Al2O3熔點(diǎn)為2050℃，SiO2為1713℃。當(dāng)高鋁耐火材料純物質(zhì)加熱到熔點(diǎn)溫度時(shí)，就會(huì)變成熔體。當(dāng)多組分物質(zhì)的混合晶體產(chǎn)生熔體時(shí)，通常有兩個(gè)過(guò)程：熔融和溶解。與單一成分相比，多組分硅酸鋁混合晶體生成熔體的過(guò)程更為復(fù)雜。在加熱過(guò)程中，低熔點(diǎn)物質(zhì)首先熔化，或在達(dá)到某些成分的低共熔點(diǎn)溫度后開始出現(xiàn)熔體。熔點(diǎn)較高的晶體同時(shí)熔化。