耐火材料的性質，由其顯微結構所決定，材料的性質是顯微結構的表觀反映。Al2O3-SiO2有良好的抗蠕變性，是由材料顯微結構(即材料中晶相和玻璃相的相對含量，晶相間及晶相與玻璃相的分布狀態)所決定。

 

低蠕變磚的類型

 

據顯微結構特點，耐火磚廠將低蠕變耐火磚劃分以下3個基本類型：

 

1、代號M莫來石型耐材骨料部分(含粗顆粒與細顆粒)全部為莫來石組成。莫來石晶體為長柱狀、針狀，它構成特殊的相互交錯的架狀結構，其間隙由莫來石來填充；基質分布著細小的原位生成的一次莫來石和二次生成的莫來石或某些添加物。

 

2、代號M-C莫來石-剛玉型

 

耐材骨料部分(含粗?；蚣毩?為莫來石、剛玉。相互交錯的柱狀、針狀莫來石，其間隙為剛玉或莫來石所填充，基質部分為原位生成的莫來石或二次莫來石，亞微剛玉或某些添加物。

 

3、剛玉-莫來石型

 

剛玉的晶體為短柱狀、桶狀，在耐材結構中相互不穿插、不交錯。在剛玉晶體間嵌有莫來石交錯的柱狀晶體，有效阻止剛玉晶體的滑移，獲得穩定的結構。以上各型低蠕變磚，由于晶體結構更穩定，更有利于發揮莫來石或莫來石與剛玉的優良性能，如熔點：莫來石1870℃，剛玉2050℃，二者共熔溫度較高，為1840℃，有利于材料高溫性能的改善與提高。3種類型的低蠕變磚，晶相含量(莫來石或莫來石+剛玉)為主體，起主導作用，玻璃相含量次之，玻璃效應影響甚小。

 

雜質對低蠕變磚的影響

 

在Al2O3-SiO2系耐材中，雜質主要是Fe2O3、TiO2、R2O及RO等。在行業標準(YB4032-91)及荷蘭型紅柱石磚中，對化學成分都有明確要求。

 

一般而言，原料中雜質與玻璃相含量密切相關。玻璃相含量隨雜質含量增加而遞升，我們希望雜質含量少，相應的玻璃相含量也少，這樣在耐材顯微結構中，玻璃相成孤立狀分布，不潤濕晶相，為弱的玻璃相效應(即在晶界處為晶粒與晶粒相結合，抗蠕變性好)。相反，雜質多玻璃相含量高，勢在結構中潤濕晶相的程度高，當玻璃相完全濕潤晶相時，玻璃相形成連續相結構，將明顯影響蠕變速率，在較低溫度下易產生較大的蠕變。

 

在高TiO2紅柱石的研究中，已得出初步結論：某地高TiO2紅柱石精礦肯定可以使用。我們的研究是以高TiO2紅柱石精礦為主料或輔料，按高鋁磚生產工藝，當高TiO2紅柱石在合適用量、合適粒度下，與其他原料搭配，可制成蠕變溫度在≤1400℃，蠕變率≤0.2%的產品。

 

原料與粒度等的選擇

 

1、原料

 

Al2O3-SiO2系材料中，莫來石、剛玉是重要的原料，而原料品種繁多，以莫來石為例(見表3)。如何選擇原料呢？依據：①各原料的特性；②合適價格。一般而言，電熔莫來石較燒結莫來石晶體發育好，莫來石晶體交錯形成的骨架相對牢固；晶界少，減少了晶界的滑移，有利于抗蠕變。所以在制作低蠕變磚時，電熔莫來石。燒結的各莫來石，氧化鋁基莫來石品質優于相應的礬土基莫來石；而“三石”質莫來石與礬土基莫來石相應比較，前者莫來石含量較多，晶體發育較好；濕法工藝因物料充分均化，故獲得的莫來石，其品質較半干法工藝相應的莫來石要好。“三石”的選擇，在定型制品中，更多選擇硅線石加紅柱石復合原料。

 

2、粒度

 

在開發新產品時，應注意粒度分布。粒度分布不同，影響產品的性能。傳統的粗、中、細三級配料已不適應了。在納米技術已應用到科技、生活的今天，耐火材料的配料應選擇多級配，盡可能符合更緊密堆積原理，獲得致密體。級配的起碼要求是粗、中、細、微細4級。同時，原料的粒度應是連續的，每一粒度范圍都有涵蓋，盡量符合更緊密堆積原理。

 

3、溫度

 

煅燒溫度的選擇，使基質與骨料結合緊密是非常重要的。“三石”尚有不少特性，有待進一步發掘利用(如抗熱震性、抗CO、電絕緣性等)。綜上所述，對“三石”開發應用的體會。隨著大家對“三石”的進一步了解，今后“三石”將有更大的發展與作用，市場前景將會更廣闊。