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刚玉莫来石砖的生产工艺与应用

添加时间:2017年5月12日  浏览次数:

    刚玉莫来石砖的烧结主要是指莫来石相形成或极少量玻璃相形成而达到致密化过程。在刚玉莫来石复相结构中,莫来石一般为柱状,棒状晶体,刚玉一般为粒状,刚玉状晶体填充于莫来石柱状晶网结构的空隙中,形成连续的交错网络骨架结构,刚玉相晶体可以起到增强、增韧作用;或者莫来石柱状晶体填充于刚玉相晶体的空隙中,柱状莫来石晶体的存在,可以起到类似于纤维和颗粒的增强、增韧作用,这两种填充状态对提高刚玉莫来石砖高温力学性能均非常有利。对于刚玉莫来石砖,一方面,由于刚玉和莫来石热膨胀系数的不同,在冷却过程中,由于热膨胀失配,复相陶瓷内部将产生显微裂纹,这将严重影响到材料的抗热震性。另一方面,刚玉的热膨胀系数较高,莫来石的的热膨胀系数较低,两者的级配及颗粒大小对复相陶瓷的热膨胀系数的影响很大;而莫来石的总含量包括加入的莫来石及烧成过程中原料反应形成的莫来石,原料反应形成的莫来石不仅在复相材料中起结合作用,而且必然会影响复相材料的力学性能,从而影响到复相材料的抗热震性等综合性能。

                            
    刚玉莫来石砖的原料可分为颗粒料和细粉,颗粒料一般不参与反应,主要起骨架的作用,而细粉对刚玉莫来石砖的烧结起关键作用,但假如的刚玉及莫来石细粉一般不参与反应,莫来石相主要通过细粉中氧化铝原料和氧化硅原料反应而形成,因此,莫来石相很难形成,在1300-1500℃左右才能形成结构疏松的莫来石相,要形成结构致密的莫来石相,煅烧温度需达到1700℃左右。刚玉莫来石砖的烧结主要取决于原料选择、粒度级配、成型工艺、烧结制度等因素。
    刚玉作为一种优质耐火原料,硬度大、熔点高(2050℃),化学性质稳定。刚玉砖,其高温强度好,且具有突出的抗腐蚀性和抗磨性能,被广泛的应用于高温设备。莫来石,耐火度高(1810℃),且其高温下对酸性渣的耐侵蚀性良好,再加上它具有较好的耐高温荷重性、耐磨性、抗剥落性等,莫来石砖具有很高的机械强度、抗热震性,并且热膨胀系数在较宽的范围内比较稳定,因此应用非常广泛。将莫来石、刚玉按一定的配比,制成刚玉莫来石砖,其综合性能比纯刚玉或纯莫来石更为优良,应用更为广泛。
    结合了刚玉和莫来石两者优异特性的刚玉莫来石砖是一种有发展前景的高温材料。当莫来石为基相刚玉作为第二相时,材料的断裂强度有明显增加。此外,在莫来石刚玉质熔渣中外加一定量的ZrO2制成的耐火材料垫板作为窑炉内衬材料,具有较好的抗热震性。采购大幅度提高烧成温度、强化烧结程度的措施研制的刚玉莫来石陶瓷作为高温陶瓷辊棒,与传统的陶瓷辊棒相比,具有较高的高温性能,越来越受到人们的重视。国内外尽管对莫来石陶瓷在高温领域应用时的抗热震性能还不理想,产品的稳定性较差,比之国外的同类产品还有很大差距,急待进一步调整配方,改进工艺,提高产品的性能、质量和使用寿命。在生产刚玉莫来石材料时,原料来源不同,生产的制品抗热震性能相差较大,可比性较差。
    刚玉莫来石砖具有优越性能,主要作为器件及耐火材料用于多个工业领域,主要包括:电子行业,通过添加不同的矿化剂改性刚玉莫来石材料用于制造超高频瓷、各种电阻、绝缘子、集成电路基板等;陶瓷工业,刚玉莫来石砖砖主要应用于窑炉的炉体及窑具、电子绝缘陶瓷及高温陶瓷等;冶金工业,主要用作电炉顶、热风炉及加热炉和均热炉的烧嘴及内衬部位等;建材行业,主要用作水泥行业的窑头及建材玻璃窑、喷嘴砖等部位用的流料槽、异型件等;化工行业,刚玉莫来石泵被广泛应用于腐蚀性及耐磨性要求比较高的部门;航天航空,主要应用于卫星火工装置中的一种特殊陶瓷器件,对材料的要求很高,要求材料具有耐高温、耐腐蚀、高强度、抗静电、高绝缘等性能。

关键词:刚玉莫来石砖   
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