关于影响铝矾土-耐火材料化学性能因素的资料.docx

 PAGE \* MERGEFORMAT 6 武汉科技大学耐火材料新技术课程论文  PAGE \* MERGEFORMAT 1 关于影响铝矾土-耐火材料化学性能因素的研究 张元星 （中国地质大学（武汉）材料与化学学院 430074） 摘要：以铝矾土耐火为例，比较几种不同组成原料的添加对耐火材料的化学性能产生的影响，进而对未来耐火材料的发展提出合理的建议 关键词：铝矾土、板状刚玉、蓝晶石、红柱石 前言 随着耐火材料行业的发展和社会的进步，一些耐受性、热稳定性差，的耐火材料逐渐被取代，不定型耐火材料用量日益增加。铝矾土-耐火材料就在这个时候衍生了出来。天然高铝原料为铝土矿，耐火材料行业通常称为高铝矾土。高铝矾土按品级经不同温度煅烧生产的高铝熟料是生产Al2O3-SiO2系耐火材料的重要原料。 第一章：影响耐火材料主要化学性能指标 1.1耐火度 耐火度是耐火材料在高温下抵抗熔化的性能。耐火度主要取决于耐火材料的化学成份和材料中的易熔杂质的含量。耐火度并不代表耐火材料的实际使用温度，因为在高温载负作用下耐火材料的软化变形温度会降低，所以耐火材料的实际允许最高使用温度比耐火度低。耐火度一般通过试验测定。耐火度大于1580℃的材料方可称为耐火材料。 1.2高温结构强度 高温结构强度是指耐火制品在高温下承受压力而不发生变形的抗力。常以负重软化温度来评定。所谓负重软化温度是指耐火制品在0.2压力下，以一定的升温速度加热，测出样品开始变形的温度和压缩变形达4%或40%的温度。前者的温度叫负重软化开始湿度，后者叫负重软化4%或40%的软化点。 1.3热稳定性 热稳定性是指抵抗温度急剧变化而不破裂或剥落的能力，有时也称之为耐急冷急热性。它的测定是将耐火制品加热到一定温度（850℃）然后用流动的冷水冷却，直至进行到因制品破裂而部分剥落的重量为原重量的20%时，所经爱冷热交替次数即为评定热稳定性的指标。 1.4体积稳定性 体积稳定性是指耐火制品在一定温度下反复加的热、冷却的体积变化百分率。一般在多次高温作用下，耐火制品内组成相会发生再结晶和进一歩烧结，会产生残余的膨胀或收缩现象。一般允许的残余膨胀或收缩不应超过0.5-1.0%。 1.5.高温化学稳定性 高温化学稳定性系指耐火制品在高温下，抗金属氧化物、熔盐和炉气侵蚀的能力。常用抗渣性来评定，这种性质主要取决于耐火制品本身相组成物的化学特点和物理结构，如气孔率、体积密度等。 1.6.体积密度、气孔率、透气性 体积密度是指包括全部气孔在内的单位耐火制品的重量，其单位为g/cm3. 气孔率（%）分显气孔率和真气孔率。显气孔率是耐火制品上与大气相通的孔洞体积与总体积之比。真气孔率是指不与大气相通的孔洞体积与总体积之比. 透气性常以透气系数评定，透气系数是在9.8Pa的压差下，1h内通过厚1m，面雊1m2耐火制品的空气量。 1.7热导率、比热容、热膨胀性 热导率表示耐火材料的导热性能，常以符号“λ”表示。其物理意义为当温度差为1K时、单位时间内通过厚为1m，面积为1m2耐火制品的热量，单位为W/（m.K) 比热容反映耐火材料的蓄热能力，单位为kJ/（kg*℃),其值随温度升高而增大。 热膨胀性常用线性膨胀百分数“α”来表示，即耐火材料制品在t℃下的长度L，与0℃时的长度L。之差值L。之比的百分数。 第二章：添加剂对材料理化性质造成的影响 2.1不同粒度板状刚玉添加造成的影响 铝矾土基喷涂料具有氧化铝含量高、耐火度高、较高的强度和耐磨性等优良性能，主要应用于工业窑炉的衬里。而板状刚玉是一种纯净的、不添加如MgO、B2O3等任何添加剂而烧成收缩彻底的烧结刚玉，具有结晶粗大、发育良好的α- Al2O3晶体结构，Al2O3的含量在99%以上。板片状晶特点体结构，气孔小且闭气孔较多而气孔率与电熔刚玉大体相当，它的纯度高、体积稳定性好、热稳定性好、导热性高、高温强度大。因为其结构外形是片状的，可以起网状骨架作用，从而可大大提高制品的强度，而且由于此结构能抵消各方向的应力，因此能够减小急冷急热所产生的应力破坏。然而不同粒度的板状刚玉对材料性能产生的影响也不同，我打算对此进行分析。 实验以铝矾土为主要原料，铝酸钙水泥和硅微粉为结合系统，研究了不同粒度的板状刚玉对喷涂料性能的影响。 2.1.1一些物理性能的影响 表1 试样的物理性能 （1）体积密度随着处理温度的升高先减小后增大。同一温度下，引入不同粒度板状刚玉的体积密度相差不大； （2）线收缩率随温度升高增大，在1300℃时略有减小，原因是蓝晶石高温下分解为莫来石和熔融状态的游离SiO2，同时产生体积膨胀吸收了一部分体积收缩。并且随着板状刚玉粒度的减小，线收缩率大致呈增大的变化趋势，这是由于细小