耐火材料
作者: 中国冶金百科全书总编辑委员会《耐火材料》卷编辑委员会,冶金工业出版社《中国冶金百科全书》编辑部编
出版社:冶金工业出版社,1997
简介: 片断:
A
Al2O3jing×ingZhuanban
Al22O3晶型转变(transformationofAl2O3)
Al2O3各晶型之间发生的转变。Al2O3的晶型有:
α、γ、η、δ、θ、κ、χ等。外界条件改变时,晶型会发
生转变。在Al2O3这些变体中,只有α-Al2O3(刚玉)是
稳定的,其它晶型都是不稳定的,加热时都将转变成
α-Al2O3。因为α-Al2O3中的氧已是最紧密堆集。α-
Al2O3密度为3.99g/cm3。
除刚玉外,常见的Al2()3晶型为γ-A12O3。γ-A12O3
具有尖晶石型结构。但在其结构中,某些四面体的空隙
没有被充填,因而γ-Al2O3的密度较刚玉小。γ-Al2O3
的密度为3.65g/cm3。各种Al(OH)3加热脱水时,约
在450C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1000C以上时,转化速度才
比较大。
氧化铝的其它一些不稳定晶型也都是Al(O)H)3
加热脱水时,在不同条件下形成的。
ρ-Al2O3应为无定形态,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。
β-Al2O3(密度3.31g/cm3)不是纯Al2O3,不属于
Al2O3一元系,其化学式为Na2O·11Al2O3。由于β-
Al2O3开始发现时忽视了Na2()的存在,而被误认为是
Al2O3的一种变体,采用了β-Al2O3这一名称,并沿用
至今。当刚玉处于高温、碱金属气氛下,即可转变成β-
Al2O3。β-Al2O3在高温下也会逸出碱金属氧化物而转
化为刚玉。
(陈肇友)
Al2O3-SiC-Czhuan
Al2O3-SiC-C砖(alumina-slilconcarbide-
carbonbrick)以电熔刚玉(或烧结刚玉、特级
高铝矾土熟料)、碳化硅、鳞片状石墨为主要原料烧成
Al2O3
的耐火制品。该类制品具有良好的抗渣性、抗热震性和
抗铁水冲刷性。鱼雷车用Al2O3-SiC-C砖性能(举例)
见表。
A12O3-SiC-C砖是以电熔刚玉(或烧结刚玉、特级
铝矾土熟料)、含固定碳90%~95%的鳞片状石墨和
碳化硅为主要原料,以酚醛树脂为结合剂,经混练、成
型、热处理等工序制成。工艺要求:配料误差要小,特
别是加入量小于50%的组分,其配料误差为士0.2%;
混练应使用强制混合机,规定的混合时间必须保证;用
大吨位的摩擦压砖机或液压机成型,成型压力为
150MPa左右;热处理窑内温度制度要便于控制。
该制品主要用作铁水预处理容器的内衬材料,电
炉出钢槽等。
(吴学真)
Al2O3-SiO2xixiangtu
Al2O3-SiO2系相图(phasedeagramofAl2O3-
SiO2system)由Al2O3-SiO2构成的系统相平衡
图。Al2O3-SiO2二元系相图对陶瓷与耐火材料都是很
重要的。长期以来对此二元系相图的认识存在着一些
分岐。主要分岐是:形成的莫来石化合物是一致熔融还
是不一致熔融;莫来石是否形成固溶体以及固溶的范
围。产生这些分岐的原因除与实验研究的条件、杂质的
存在有关外,还与高温下SiO2气化产生SiO有关。
图1是文献中常引用的两种不同Al2O3-SiO2系
相图。图1a中莫来石是不一致熔融化合物,图1b中莫
来石则是一致熔融化合物。
Al2O3-SiO2系相图虽在认识上存在分岐,但对相
图中SiO2含量高的一侧基本上无大分岐。此外,对莫
来石形成固溶体的看法现在也基本一致,认为Al2O3
含量在71.8%~77.4%即相当于分子式3Al2O3。
Al2O32SiO2(A3S2)与2Al2O3·SiO2之间存在一莫来石固溶
体区域,即莫来石与刚玉之间能形成固溶体。
从Al2O3-SiO2系相图可知:(l)熔融温度低于
1650C的组成范围狭窄,因此该二元系大部分组成可
做耐火材料。各种名称的铝硅质耐火材料的大致组成
范围示于图1a。(2)靠近SiO2端元Al2O3含量为0~
5.5%处,液相线陡峭,表明SiO2中加入少量Al2()3,
熔点将急剧下降。当SiO2中含有1%Al2O3,在共熔点
温度时其液相量达18%。这就是为什么要求硅砖中
Al2O3含量要低,以及在使用中要求硅砖不能与半硅
质、粘土砖或高铝砖接触的原因。(3)Al2O3含量在2%
~15%范围内,由于熔融温度低,不能作耐火材料。
(4)Al2O3含量在15%~50%间,液相线较平坦,温度
稍有升高,液相量大量增多。(5)Al2O3含量小于
71.8%的平衡矿物相为莫来石与方石英或鳞石英,并
有一低共熔点。因此Al2O3含量在此以下的Al2O3-
SiO2质耐火材料,其荷重软化开始温度通常不会高于
低共熔点温度。(6)Al2O3含量大于71.8%的Al2O3-
SiO2质耐火材料,耐火性能较高。
莫来石具有很多优良性质。莫来石砖与莫来石纤
维主要是由莫来石矿物构成的,它是一些高温窑炉的
优良耐火材料。