第四章硅酸铝质耐火材料-硅酸铝质耐火材料.ppt

耐火材料工艺学耐火材料工艺学ProcessesofRefractory安徽工业大学材料科学与工程学院冒爱琴Email:maoaiqinmaq@*1材料科学与工程学院第四章硅酸铝质耐火材料RefractoriesofAl2O3-SiO2system本章重点:◆ Al2O3-SiO2二元系统←结晶效应◆杂质对Al2O3-SiO2二元系统的影响←玻璃效应◆ Al2O3-SiO2系制品的生产工艺◆ Al2O3-SiO2系制品的性能Date2材料科学与工程学院制品名称Al2O3含量,%主要矿相化学性质半硅质15~30石英变体、莫来石、玻璃体半酸性粘土30~46莫来石(~50%)、石英变体、玻璃体弱酸性Ⅲ等高铝砖46~60莫来石(60~70%)、石英变体、玻璃体弱酸性Ⅱ等高铝砖60~75莫来石、少量刚玉、玻璃体弱酸性Ⅰ等高铝砖>75莫来石、刚玉、少量玻璃体似中性结晶效应玻璃效应高炉热风炉干熄焦炉加热炉水泥回转窑莫来石相玻璃相硅酸铝质耐火材料:Date3材料科学与工程学院72~78%可分为两个子二元系:α-Al2O3-A3S2A3S2-SiO2一、Al2O3-SiO2二元系的情况20501723§-~%α-莫来石:3Al2O3·2SiO2,Al2O3:%、SiO2:%;β-莫来石:含有呈固溶体状态存在的残余氧化铝;γ-莫来石:含有少量以固溶体状态存在的氧化铁和氧化钛。Al4+2xSi2-2xO10-x固溶体X=-,其化学成分不同,但在晶体结构上颇为相似。莫来石是由4个硅线石晶胞组成,每一个晶胞中有一个Si4+被Al3+所置换。2Si4++O2-→2Al3++□□为氧空位Date6材料科学与工程学院氧的电价不平衡,致使莫来石矿物不稳定离子半径<,可以占据莫来石晶格中的空位;离子半径>,则使晶格膨胀,在离子半径较大的碱或碱土族化合物作用下将促使莫来石分解。Date7材料科学与工程学院莫来石性质◆熔点较高(1910℃)◆密度低()◆导热率低(1000℃,λ=·h·k)◆线膨胀较小(20~1000℃,α=×10-6K-1)◆杨氏模量为230GPa左右◆化学性质稳定◆高温力学强度优良↑结晶习性(长柱状、针状)←←结构特征Date8材料科学与工程学院天然原料含5~6种杂质:等均起到熔剂作用,熔剂作用的三种形式降低熔液的生成温度及其粘度;增大液相的生成量;提高熔液对固相的溶解速度和溶解数量。举例:①R2O降低液相形成温度513~724℃(熔剂化作用大)②TiO2降低液相生成温度101~107℃(熔剂化作用小)二、杂质氧化物(熔剂杂质)对硅酸铝质制品组成及性能的影响Date9材料科学与工程学院SiO2-A3S2(Al2O3/SiO2<)1595℃→SiO2-A3S2–KAS4(985℃)△T=610℃较大Al2O3-A3S2(Al2O3/SiO2>)1840℃→Al2O3-A3S2–KAS4(1315℃)△T=525℃较小Al2O3-SiO2-K2O三元系统相图(1)R2O的影响Date10材料科学与工程学院