鋯莫來石磚和鋯剛玉磚

鋯莫來石磚,通過在A12O3—SiO2系磚中引入ZrO2.改善莫來石的組織結(jié)構(gòu)，提高莫來石的耐化學(xué)侵蝕性.耐熱振性和降低膨脹系數(shù)ZrO2.莫來石磚，通常稱為鋯莫來石磚，通常由電熔法制成，也通過燒結(jié)法生產(chǎn)。燒結(jié)鋯莫來石磚是一種特殊的耐火材料，由工業(yè)氧化鋁和鋯英石精礦制成，通過反應(yīng)燒結(jié)工藝將氧化鋯引入莫來石基質(zhì)。將氧化鋯引入莫來石磚中，氧化鋯的相變韌性可以大大提高莫來石材料的高溫力學(xué)性能。

氧化鋯能促進(jìn)莫來石材料的燒結(jié)，ZrO由于低熔點(diǎn)的產(chǎn)生和空位的形成，2的加入可以加速ZTM材料的密集燒結(jié)過程。ZrO當(dāng)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%時(shí)，1530℃燃燒坯體的相對(duì)理論密度為98%，強(qiáng)度為378MPa，韌性達(dá)4.3MPa·m1/2。

鋯莫來石磚是以工業(yè)氧化鋁和鋯英石為原料，由反應(yīng)燒結(jié)而成。由于反應(yīng)和燒結(jié)同時(shí)進(jìn)行，工藝過程難以控制。通常，燃燒時(shí)是1450℃保溫，使其致密，然后加熱到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)產(chǎn)生莫來石，因?yàn)閆rSiO4分解時(shí)出現(xiàn)部分液相，ZrSiO4分解可細(xì)化顆粒，增加比表面積，促進(jìn)燒結(jié)。

研究表明，鋯英石的添加量小于54.7%時(shí)，隨著鋯英石添加量的增加，燒結(jié)樣品的顯微結(jié)構(gòu)逐漸從柱狀剛玉網(wǎng)絡(luò)過渡到柱狀莫來石網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。樣品的高溫抗折強(qiáng)度(1400。C)氧化鋯含量含量的增加，氧化鋯含量為23.7%時(shí)出現(xiàn)較大值，然后強(qiáng)度下降。鋯英石的加入有助于提高抗熱震性。

燒結(jié)鋯莫來石磚

以工業(yè)氧化鋁和鋯英石精礦為原料燒結(jié)鋯莫來石磚ZrO2引入莫來石基質(zhì)制成的特殊耐火磚的反應(yīng)方法如下:3A12O3十2ZrSiO4→3A12O3·2SiO2+2ZrO莫來石陶瓷具有耐高溫、耐熱震、耐高溫蠕變、化學(xué)穩(wěn)定性好等優(yōu)良特性。將ZrO2引入莫來石陶瓷，使用ZrO相變?cè)鲰g可以大大提高莫來石材料的高溫力學(xué)性能。ZrO2對(duì)莫來石材料有促進(jìn)燒結(jié)的作用，ZrO由于低熔體的產(chǎn)生或空位的形成，2的加入可以加速ZrO2材料的致密燒結(jié)過程，當(dāng)ZrO當(dāng)摩爾分?jǐn)?shù)為30%時(shí)，1530℃燃燒坯體相對(duì)體積密度為98%，強(qiáng)度為378MPa韌性達(dá)到4.3MPa·m1/2。不同組成的ZrO材料的強(qiáng)化機(jī)制不同。ZrO當(dāng)體積分?jǐn)?shù)為15%-30%時(shí)，ZrO2材料主要是應(yīng)力誘導(dǎo)相變?cè)鲰g；ZrO當(dāng)體積分?jǐn)?shù)大于30%時(shí)，ZTM材料主要是微裂紋增韌。ZrO粉末粒徑對(duì)ZrO材料的力學(xué)性能影響很大。ZrO2粒徑較大，ZTM在材料基體中，大部分Zm—ZrO材料以微裂紋增韌為主。ZrO2粒徑小，ZTM材料中t-ZrO材料力學(xué)性能的提高主要是由于相對(duì)含量高t-ZrO三相變?cè)鲰g。生產(chǎn)燒結(jié)鋯莫來石磚有兩種生產(chǎn)工藝：一是在耐火磚生產(chǎn)過程中完成反應(yīng)燒結(jié)，獲得完全相變的微結(jié)構(gòu)；二是部分相變，保持不平衡的組合。兩種生產(chǎn)工藝各有特點(diǎn)，都能生產(chǎn)出性能優(yōu)良的耐火磚。在工業(yè)生產(chǎn)中，為了降低耐火磚的價(jià)格，高鋁土礦經(jīng)常礦代替工業(yè)氧化鋁，生產(chǎn)含鋯的莫來石磚。

鋯剛玉磚

是氧化鋁粉和氧化鋯的65%.氧化硅約34%的鋯英砂在電熔爐中熔化后注入模型冷卻形成的白色固體。其巖相結(jié)構(gòu)由剛玉和鋯斜石的共析體和玻璃組成。從相學(xué)上講，它們是剛玉和鋯斜石的共析體。玻璃相填充在它們的結(jié)晶之間。

鋯剛玉磚按制造工藝區(qū)可分為AZS熔鑄磚和AZS燒成兩種磚。AZS分別代表Al2O3.ZrO2和SiO2.這類產(chǎn)品種類繁多，按產(chǎn)品分類ZrO熔鑄鋯剛玉磚常見于33號(hào)和40號(hào)。

鋯剛玉磚是由工業(yè)氧化鋁和鋯英砂制成的耐火磚。根據(jù)制造工藝，鋯剛玉磚可分為電熔鋯剛玉磚和燒鋯剛玉磚。

電熔鋯剛玉磚電熔鋯剛玉磚俗稱白鐵磚，又稱剛玉-斜鋯石磚。主要化學(xué)成分Al2O350％～70％，ZrO220%~40%，其余為SiO2.主要礦物主要礦物組成(ZrO2).剛玉(α-Al2O3)與玻璃相。斜鋯石結(jié)晶形成磚骨干，ZrO2熔點(diǎn)高(2715℃)化學(xué)穩(wěn)定性好，酸性好.堿性介質(zhì)，尤其是玻璃液，具有很強(qiáng)的耐腐蝕性。

電熔鋯剛玉磚用于玻璃熔窯等工業(yè)窯，玻璃熔窯用于砌筑上池壁.小爐平碹.小爐垛.舌拱、胸墻等。電熔鋯剛玉磚在使用中應(yīng)注意以下問題：

①熱膨脹的不規(guī)則變化。電熔鋯剛玉磚的膨脹曲線為1萬℃附近有一段異常，內(nèi)部有常Zr02晶體發(fā)生可逆晶體轉(zhuǎn)變，體積變化較大。因此，它含有ZrO2.1萬塊磚不宜用于℃溫度往往波動(dòng)很大。烘烤窯爐時(shí)，900~1150℃溫度變化不能太大，一般不能超過15℃/h，要求溫度穩(wěn)定升高。有些部位要防止吹冷風(fēng)，需要用其他磚保護(hù)，防止爆裂。

②收縮孔。澆筑成型時(shí)，鑄造口經(jīng)常出現(xiàn)收縮孔磚孔多，密度差。因此，在建造玻璃熔化池壁時(shí)，向窯內(nèi)方向收縮孔。如果鑄件朝外，當(dāng)磚侵蝕非常薄時(shí)，會(huì)造成玻璃液泄漏事故。在池窯上部火焰空間使用時(shí)，使用壽命長，不會(huì)出現(xiàn)玻璃液運(yùn)行問題。因此，鑄件將朝外使用，以延長使用壽命。

③共熔。電熔鋯剛玉磚與粘土磚接觸砌筑，1300℃高溫下會(huì)發(fā)生共熔。因此，在選擇耐火材料時(shí)，應(yīng)避免兩種耐火材料與砌體接觸，如電熔鋯剛玉磚下的硅磚，容易被電熔鋯剛玉磚侵蝕。