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高铝砖的烧结机理影响因素

发布日期:2019-12-05 作者:郑州华鑫高温材料有限公司 点击:

  有关高铝砖烧结过程的物理化学作用及其影响因素

  (1)液相和重结晶作用。在高温下,制品内部总会有一定的液相产生,由于液相对颗粒表面的润湿与表面张力作用,使高铝砖颗粒拉紧,填充空隙,缓冲因烧结不均所产生的应力,有助于烧结。

  液相对于细小缺陷较多的晶体的溶解度大,对大晶体是饱和的液相,而对小晶体就是非饱和的,这就会使小晶体不断溶解在液相中,促使大品体相应重结晶而晶粒长大。

  液相的组成、数量与粘度直接影响晶相的重结晶。一般说液相组成类似于晶体离子结构的远程有序排列“群体组”,数量较为合适,粘度较低,有利于促进烧结和加速重结晶过程。反之,液相组成复杂,液相数量过多,粘度又大,对烧结和重结晶不利;

高铝砖.jpg

  (2)固相反应。耐火原料及高铝砖制品,多属晶体结构,在结构上是有一定缺陷的。在低温下,质点排列有序,只能围绕着晶格结点振动,当温度升高,某些质点获得能量,当可以克服周围质点的作用力时,质点就会发生迁移,这种迁移通常称为扩散。由于质点的扩散作用而使相互接触物质(包括相同晶体间与不同晶体间)发生反应,生成新的反应产物或晶体长大,这种反应称为固相反应。

  固相反应往往在远低于晶体熔点或共熔点的温度下就开始进行,这对于高铝砖的烧结是具有重要意义的。这表明,在一般工业生产能达到的温度下,可以通过固相反应制造特级高铝砖制品。

  可以通过物质之间的接触进行固相反应,也可以借助于少量气。液实现固相反应。将反应物之一尽可能地在较低温度下转变为气态或液态,以促进反应进行。

  影响高铝砖固相反应的因素很多,其中有反应物的晶格结构差异而造成反应速度的不同。如MgO与Al2O3反应,700℃左右就出现尖晶石晶体,而MgO与Al2O3的反应,则要在900℃左右才生成尖晶石晶体:晶粒大小和晶格缺陷也会影响固相反应。当晶粒微小而且晶格缺陷较多时,因晶格内部能量不平衡,质点易扩散,使固相反应容易进行。反之,粗大而完整的晶体结构,固相反应难于进行;反应物之间接触面积大,反应易进行;少量杂质加入,尤其是加入的物质能与某反应物形成插入型固溶体,则起矿化剂作用,将促使固相反应进行;适当提高烧成温度,总是可以加速固相反应的进行。

  (3)再结晶和聚集再结晶作用。无论是天然或煅烧后的原料,其主要晶相内部和表面总是有缺陷的,尤其是经过细粉碎后,表面缺陷更为突出。因而其活性大,晶体不稳定。由于物质都有力图使表面活性降低而求得稳定状态的趋向。因此,在高温下,给同一晶体内部提供了排出孔隙,校正晶格的条件。若在不同晶体颗粒界面间,此条件将使接触界面扩大而达到颗粒的粘合和聚集,这就是再结晶和聚集再结晶作用。这个作用将伴随晶体的长大和提高高铝砖砖坯的密度,从而使砖坯得以烧结。

  综上所述,高铝砖在烧成过程中是由于晶体长大、新晶体形成与长大、液相形成而充填空隙并粘结晶体而使高铝砖砖坯获得烧结的。烧结过程必要的条件是烧成温度和足够的烧成时间。


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关键词:高铝砖,耐火材料,耐火砖

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