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耐火原料——镁锆砂

文章来源:mobile.28365365.com 发布日期: 2018-05-16    阅读量(136)

ZrO2引入镁砂中制得MgO-ZrO2复合的耐火原料——镁锆砂。镁锆砂与镁砂相比,其制品的高温结构强度,热震稳定性,抗渣浸蚀性能及渗透能力等都得到改善。自20世纪90年代以来,成为耐火材料工作者关注的研究课题之一。

ZrO2熔点约2750,镁砂中引入ZrO2对镁砂性能的影响,应主要体现在ZrO2与镁砂中的主成分MgO及杂质成分CaOSiO2等之间的熔融关系。研究表明,能改变烧结镁砂中的相结构和相分布。首先,在MgO-ZrO2二元系中,不存在任何化合物,两者的最低共熔温度高达2070。高温下MgO可以部分固溶到ZrO2中,形成稳定的立方ZrO2固溶体;而在富含MgO的材料中,ZrO2即使在高温下也很少进入MgO中形成固溶体。因此,镁锆砂中的ZrO2通常总是作为第二固相孤立于方镁石晶粒之间,降低方镁石晶粒间晶界能,提高界面液相二面角,使得硅酸盐相不会像无第二固相存在时那样将方镁石包裹起来,而变得更为孤立,有助于实现方镁石晶粒间的直接结合。众所周知,ZrO2自身对熔渣的润湿性也很差,在方镁石晶粒之间也成为抵御熔渣向晶粒间渗透的卫土。其次,在CaO-ZrO2二元系中,按n(CaO)/n(ZrO2)=1:1形成一化合物锆酸钙CaZrO3熔点在2300℃以上,高熔点CaZrO3的出现改变了硅酸盐相的构成,使得CaO的熔剂作用受到限制,以至于无足轻重,而即使少量ZrO2液相,也使液相变得更具黏弹性,这些都有助于改善钱砂的高温结构强度、抗热震性和抗渣性。

另外,在ZrO2-SiO2二元系中,有一化合物ZrSiO4(锆英石)。锆英石本身为一天然化合物,熔点2340-2550之间,但它在1500~1650℃之间分解(ZrSiO4-ZrO2+SiO2),分解产物ZrO2为单斜晶相,SiO2为无定形玻璃相,冷却又会形成锆英石。但如果系统中有CaO存在,在MgO-CaO-ZrO2-SiO2体系中,开始出现液相温度为1485℃,因此,在MgO-ZrO2体系中,CaOSiO2共存依然是有害的。

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