耐火材料的化学成分、矿物组成及微观结构决定了耐火材料的性质；.doc

耐火材料的化学成分、矿物组成及微观结构决定了耐火材料的性质； 1.3耐火材料的化学-矿物组成 （1）化学组成 化学组成是耐火材料最基本的特性，是决定耐火材料的物相组成以及很多重要性质如抗渣侵蚀性能、耐高温性能、力学性能等的重要基础。通常将耐火材料的化学组成按各个成分含量的多少及作用分为以下几类： 主成分是指在耐火材料中对材料的性质起决定作用并构成耐火基体的成分。耐火材料按其主成分的化学性质可分为酸性耐火材料、中性耐火材料和碱性耐火材料。 杂质成分耐火材料中由原料及加工过程中带入的非主要成分的化学物质（氧化物、化合物等）称为杂质。杂质的存在往往能与主要成分在高温下发生反应，生成低熔性物质或形成大量的液相，从而降低耐火材料基体的耐火性能，故也称之为熔剂。 添加成分耐火材料的化学组成中除主要成分和杂质成分外有时为了制作工艺的需要或改善某些性能往往人为地加入少量的添加成分，引入添加成分的物质称为添加剂。按照添加剂的目的和作用不同可分为矿化剂、稳定剂、促烧剂等。 （2）矿物组成 耐火材料一般说来是一个多相组成体，其矿物组成取决于耐火材料的化学组成和生产工艺条件，矿物组成可分为两大类：结晶相与玻璃相，其中结晶相又分为主晶相和次晶相。 主晶相是指构成耐火制品结构的主体而且熔点较高的结晶相。主晶相的性质、数量、结合状态直接决定着耐火制品的性质。 次晶相又称第二固相，是在高温下与主晶相共存的第二晶相。 如镁铬砖中与方镁石并存的铬尖晶石，镁铝砖中的镁铝尖晶石，镁钙砖中的硅酸二钙，镁硅砖中的镁橄榄石等。次晶相也是熔点较高的晶体，它的存在可以提高耐火制品中固相间的直接结合，同时可以改善制品的某些特定的性能。如：高温结构强度以及抗熔渣渗透、侵蚀的能力。 填充于主晶相之间的不同成分的结晶矿物（次晶相）和玻璃相统称为基质，也称为结合相。基质的组成和形态对耐火制品的高温性质和抗侵蚀性能起着决定性的影响。 基质对于主晶相而言是制品的相对薄弱之处。 为了提高耐火制品的使用寿命，在生产实践中，往往采取调整和改变制品的基质组成的工艺措施，来改善和提高耐火制品的性质。 1.4耐火材料的显微结构 耐火材料是由固相（包括结晶相与玻璃相）和气孔两部分构成的非均质体。它们之间的相对数量及其分布和结合形态构成了耐火材料的显微结构。而耐火制品的显微组织结构表征的是耐火材料中主晶相与基质间的结合形态。 耐火材料主晶相与基质的结合形态有两种：即陶瓷结合与直接结合。 陶瓷结合又称为硅酸盐结合，其结构特征是耐火制品主晶相之间由低熔点的硅酸盐非晶质和晶质联结在一起而形成结合如普通镁砖中硅酸盐基质与方镁石之间的结合。此类耐火制品在高温使用时，低熔点的硅酸盐首先在较低的温度下成为液相（或玻璃相软化），大大降低了耐火制品的高温性能。 直接结合是指耐火制品中，高熔点的主晶相之间或主晶相与次晶相间直接接触形成结晶网络的一种结合。 直接结合耐火制品一般具有较高的高温力学性能，与材质相近的硅酸盐结合的耐火制品相比 1.5耐火材料的常温物理性质 （1）气孔率 高温强度可成倍提高，其抗渣蚀性能和体积稳定性也较高。 耐火材料中气孔体积与总体积之比称为气孔率。耐火材料中的气孔可分为三类：开口气孔（显气孔）、贯通气孔、封闭气孔。若把开口气孔与贯通气孔合并为一类，则耐火材料的气孔可分为开口气孔和封闭气孔两类。 气孔产生的原因： 1）原料中的气孔（原料没有烧好）； 2）制品成型时，颗粒间的气孔； 由于显气孔率的测定较为容易，所以耐火材料气孔率的指标常以显气孔率来表示 （2）吸水率 吸水率是指耐火制品中全部开口气孔吸满水时，制品所吸收水的重量与制品重量之比。吸水率实质上是反映制品中开口气孔量的一个指标。 测定意义：判断原料或制品质量的好坏、烧结与否、是否致密。同时可以预测耐火材料的抗渣性、透气性能和热震稳定性能。 （3）体积密度 耐火制品单位表观体积的质量称为体积密度，通常用kg/m3或g/cm3表示。对于同一种耐火制品而言，其体积密度与显气孔率呈负相关关系，即制品的体积密度大则显气孔率就低。 （4）真密度与真比重 耐火材料的质量与其真体积（即不包括气孔体积）之比，称为真密度，通常也用g/cm3来表示。 真比重的概念：单位体积耐火材料的重量与4℃单位体积水的重量之比值。 从数值上来说，真密度和真比重是相等的。 真气孔率＝显气孔率＋闭口气孔率 （5）透气度 其物理意义是在一定时间内和一定压差下气体透过一定断面和厚度的试样的量 气孔率和体积密度等技术指标只是表征耐火制品中气孔体积的多少和制品的致密程度，并不能够反映气孔的大小、分布和形状。 耐火制品在使用过程中，侵蚀介质浸入、渗透的程度与耐火