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锆莫来石砖的成分与特点

发布时间:2014/3/24 15:57:58 点击率:

通过在A12O3—SiO2系砖中引入ZrO2改善莫来石的组织结构,可提高莫来石的抗化学侵蚀性、耐热震性并降低膨胀系数,这种含ZrO2的莫来石砖,通称为锆莫来石砖,一般由电熔法制得,也有用烧结法生产的。烧结锆莫来石砖是采用工业氧化铝和锆英石精矿作为原料,通过反应烧结工艺,把氧化锆引入到莫来石基质中制成的特种耐火材料。将氧化锆引入到莫来石砖中,利用氧化锆的相变增韧可以大幅度地提高莫来石材料的高温力学性能。氧化锆对莫来石材料的烧结具有促进作用,ZrO2的加入,由于低熔点物的产生和空位的形成可以加速ZTM材料的致密化烧结过程。当ZrO2的质量分数为30%时,在1530℃烧成的坯体的相对理论密度达到98%,强度达378MPa,韧性达4.3MPa·m1/2。
以工业氧化铝和锆英石为原料,通过反应烧结制成的锆莫来石砖,因反应和烧结同时进行,工艺过程控制比较困难。通常,在烧成时先在1450℃保温,使其致密化,然后再升温至1600℃进行反应,ZrSiO4在大于1535℃分解成ZrO2和SiO2,其中SiO2和Al2O3反应生成莫来石,由于ZrSiO4分解时有一部分液相出现,并且ZrSiO4的分解可使颗粒细化,增加比表面积,从而促进烧结。
研究表明,在锆英石的加入量小于54.7%时,随着锆英石加入量的增加,烧结试样的显微结构由柱状刚玉构成的网络逐渐过渡到由柱状莫来石构成的网络结构。试样的高温抗折强度(1400。C)也随氧化锆含量的增加而增大,在氧化锆含量为23.7%时出现一较大值,而后强度下降。锆英石的加入有助于抗热震性的提高。
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