第六章耐火材料

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1、第六章耐火材料（4学时）第一章耐火材料的分类及性质耐火材料是指在高温环境屮能满足使用耍求的无机非金屈材料。国际化标准化组织规定其耐火度不低于1500°C。它包括犬然矿石及按照一定的目的耍求经过一定的工艺制成的各种制品。它具冇一定的高温力学性能、良好的体积稳定性，是各种高温设备必需的材料。第一节耐火材料的化学矿物组成耐火材料是由多种不同的化学成分及不同结构矿物组成的非均质体。耐火材料的若干性质，取决于其物相组成、分布及各相的特性，即取决于制品的化学矿物组成。一、耐火材料的化学组成耐火材料的化学组成即耐火材料的化学成分，它是耐火制品的最基本的特征之一。通常

2、将耐火材料的化学组成按各成分含量和其作用分为两部分，即占绝对多量的基本成分一主成分和占少量的从属成分一副成分。副成分是原料中伴随的杂质成分和工艺过程屮特别加入的添加成分（加入物）。1、主成分主成分是耐火制品屮构成耐火基体的成分，是耐火材料的特性基础。它的性质和数量直接决定制品的性质。主要成分可以是氧化物，也可以是元素或非氧化物的化合物。耐火材料按其主要成分的化学性质可分为酸性、中性和碱性3类。（1）酸性耐火材料含有相当数量的游离二氧化硅（SiO2）。酸性最强的耐火材料是硅质耐火材料，儿乎由94%—97%的游离二氧化硅（SiO2）构成。粘土质耐火材料与硅

3、质相比，游离二氧化硅（SiO»的量较少，是弱酸性的。半硅质耐火材料居于其间。（2）中性耐火材料严格说來是碳质耐火材料，高铝质耐火材料（AI2O345%以上）是偏酸而趋于屮性的耐火材料，路质耐火材料是偏碱性而趋于屮性的耐火材料。（3）碱性耐火材料含冇相同数量的MgO和CaO等。镁质和白云石质耐火材料是强碱性的，链镁系和镁橄榄石质耐火材料以及尖品石耐火材料属于弱碱性耐火材料。此种分类对于了解耐火材料的化学性质，判断在使用中它们Z间及耐火材料与接触物间化学作用情况冇着重要意义。2、杂质成分耐火材料的原料绝大多数是天然矿物，在耐火材料（或原料）中含冇一定量的杂

4、质。这些杂质是某些能与耐火基体作用耐使其耐火性能降低的氧化物或化合物，即通常称为熔剂的杂质。例如镁质耐火材料化学成分中主要成分是MgO,其他氧化物成分均屈于杂质成分。因杂质成分的熔剂作用使系统的共熔液相生成温度降低。共熔液相生成温度愈低，单位熔剂生成的液相量愈多，且随着温度升高液相量增长速度愈快，粘度愈小，润湿性愈好，则表明杂质熔剂作用愈强。3.添加成分在耐火制品生产中，为了促进其高温变化和降低烧结温度，冇时加入少量的添加成分。添加成分按其口的和作用不同分为矿化剂、稳定剂和烧结剂等。除可烧掉成分外，它们都包含在在制品的化学成分之中。通过化学成分分析，按

5、所含成分的种类和数量，可以判断制品或原料的纯度、制品的化学特性。借助于冇关相图可大致估计制品的矿物组成和其耐火性能，也可作为选取原料，检查和调整工艺过程的依据。耐火材料的化学成分分析是按专门的方法进行的，冇些方法已在相应的标准屮作了规定。二、耐火材料的物相组成耐火制品的矿物组成取决于它的化学组成和工艺条件。化学组成相同的制品,由于工艺条件的不同和所形成矿物相的种类、数量、晶粒大小和结合情况会有差异，其性能也可能冇较大差别。例如Si02含量相同的硅质制品，因SiO2在不同的工艺条件下可能形成结构和性质不同的两类矿物鳞石英和方石英，使制品的某些性质会冇差别

6、。耐火材料的矿物组成一般可分为主晶相和基质两大类。主晶相是指构成制品结构的主体且熔点较高的晶相。主晶相的性质、数量各和其间结合状态直接决定着制品的性质。常见耐制品的主品相见表"1-1。表1-1常见耐火制品的主要成分及主晶相制品类别主要化学成分主品相主成分含量/%硅砖Si02鳞石英、方石英Si02>93半硅砖Si02>Al203莫來石、方石英Si02>65粘土砖Si()2、AI2O3莫来石、方石英Al20：i>30III等高铝砖ALO：；、SiO2莫来石、方石英A1A48〜6011等高铝砖AI2O3、Si02莫来右、方右英Al20360〜75I等咼铝砖A

7、I2O3、Si02莫来石、刚玉Al203>75莫来石砖AI2O3、SiO2莫来石Al20370〜78刚玉砖AI2O3、SiO2刚玉、莫来石Al203>90电熔刚玉砖AI2O3刚玉AI2O&98铝镁砖AI2O3、MgO刚玉（或莫来石）、镁铝尖晶石Al203>70.MgO8~10镁砖MgO方镁石MgO>87镁硅砖MgO、SiO2方镁石、镁橄榄石Mg0>82、Si025〜10镁铝砖MgO、AI2O3方镁石、镁铝尖晶石Mg0>80>Al心5〜10镁辂砖MgO、Cr2O3方镁石、镁锯尖晶石Mg0>40、Cr2035〜18珞镁砖MgO、Cr203镂銘尖品石、方镂石

8、MgO25〜55、Cr20320〜35镁橄榄石砖MgO、Si02镁橄榄石、方镁石MgO55〜6