MgO-ZrO-,2-系耐火材料的組成、結(jié)構(gòu)與性能.pdf

1、本文以大結(jié)晶電熔鎂砂、氧化鎂部分穩(wěn)定氧化鋯(Mg-PSZ)、氧化鈣穩(wěn)定氧化鋯(Ca-FSZ)為原料，通過適當(dāng)?shù)墓に囍苽涑霾煌M成的MgO-ZrO2耐火材料，并對(duì)其結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行了較為系統(tǒng)的研究，主要實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：(1)在MgO-ZrO2系耐火材料的富鎂區(qū)，氧化鋯的加入能促進(jìn)鎂質(zhì)材料的燒結(jié)，導(dǎo)致顆粒與基質(zhì)之間、基質(zhì)自身不同部分之間產(chǎn)生微裂紋，且隨氧化鋯加入量的增大，微裂紋逐漸增多、增大；能大幅度提高鎂質(zhì)耐火材料結(jié)構(gòu)中晶粒間的直接結(jié)合程度，

2、且隨氧化鋯加入量的增大，直接結(jié)合程度逐漸增大；能選擇性吸收硅酸鹽相中的CaO成分，改變鎂質(zhì)材料結(jié)構(gòu)中硅酸鹽相的組成、數(shù)量及其在結(jié)構(gòu)中的賦存狀態(tài)(隨氧化鋯加入量的增大，以低熔點(diǎn)礦物相C3MS2和CMS為主要成分的硅酸鹽相逐漸轉(zhuǎn)變成以高熔點(diǎn)礦物相M2S為主要成分的硅酸鹽相，硅酸鹽相的賦存狀態(tài)也由在方鎂石晶粒間的連續(xù)薄膜狀轉(zhuǎn)變?yōu)閳F(tuán)聚于晶粒交接處的“孤島”狀。)；氧化鋯以顆粒形式加入時(shí)，對(duì)鎂質(zhì)耐火材料顯微結(jié)構(gòu)的影響與以細(xì)粉形式加入時(shí)類似；FSZ

3、對(duì)鎂質(zhì)材料顯微結(jié)構(gòu)的影響作用與PSZ基本相同。在富鋯區(qū)，氧化鎂的加入能顯著促進(jìn)鋯質(zhì)耐火材料的燒結(jié)，促進(jìn)氧化鋯晶粒發(fā)育長(zhǎng)大，提高氧化鋯晶粒與氧化鋯晶粒間的直接結(jié)合程度，使基質(zhì)致密化；能導(dǎo)致鋯質(zhì)耐火材料結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生各種微裂紋；能導(dǎo)致鋯質(zhì)耐火材料結(jié)構(gòu)中晶粒間的直接結(jié)合程度大幅度提高，且隨氧化鎂加入量的增大，直接結(jié)合程度逐漸增大。 (2)在MgO-ZrO2系耐火材料的富鎂區(qū)，當(dāng)氧化鋯(PSZ)以細(xì)粉形式加入時(shí)，隨加入量的增大，鎂質(zhì)耐火材料

4、的彈性模量、常溫耐壓強(qiáng)度、常溫抗折強(qiáng)度逐漸減小，且近似呈線性變化；當(dāng)氧化鋯(PSZ)以顆粒形式加入時(shí)，鎂質(zhì)耐火材料的彈性模量、常溫耐壓強(qiáng)度、常溫抗折強(qiáng)度亦減小，但與加入等量的氧化鋯(PSZ)細(xì)粉時(shí)相比，下降幅度較大；隨著FSZ加入量的增大，鎂質(zhì)耐火材料的彈性模量、常溫耐壓強(qiáng)度、常溫抗折強(qiáng)度亦逐漸減小，且亦近似呈線性變化，但與加入等量的PSZ相比，下降幅度較小。在富鋯區(qū)，當(dāng)氧化鎂加入量為5％時(shí)，鋯質(zhì)耐火材料的彈性模量、常溫耐壓強(qiáng)度、常溫抗

5、折強(qiáng)度明顯減小，當(dāng)氧化鎂加入量繼續(xù)增大時(shí)，鋯質(zhì)耐火材料的彈性模量、常溫耐壓強(qiáng)度、常溫抗折強(qiáng)度基本保持不變。 (3)在MgO-ZrO2系耐火材料的富鎂區(qū)，純鎂耐火材料的抗折強(qiáng)度～溫度曲線關(guān)系呈第二類曲線特征，有氧化鋯(PSZ)加入的鎂質(zhì)耐火材料的抗折強(qiáng)度～溫度關(guān)系曲線呈第一類曲線特征：鎂質(zhì)耐火材料的低、中溫抗折強(qiáng)度隨氧化鋯(PSZ)加入量的增加耐逐漸增大，且近似呈線性變化；在氧化鋯(PSZ)加入量相同的條件下，以顆粒形式加入的鎂質(zhì)

6、耐火材料在各個(gè)溫度點(diǎn)時(shí)的抗折強(qiáng)度皆小于以細(xì)粉形式加入的鎂質(zhì)耐火材料的抗折強(qiáng)度；鎂質(zhì)耐火材料的高溫(1400℃時(shí))抗折強(qiáng)度隨FSZ加入量的增大而逐漸增大，且近似呈線性變化；同加入等量PSZ的鎂質(zhì)耐火材料相比，加入FSZ的鎂質(zhì)耐火材料的高溫抗折強(qiáng)度較低。在富鋯區(qū)，當(dāng)氧化鎂加入量為5wt％時(shí)，鋯質(zhì)耐火材料的高溫抗折強(qiáng)度大幅度增大，繼續(xù)增大加入量，抗折強(qiáng)度緩慢地逐漸上升。 (4)在MgO-ZrO2系耐火材料的富鎂區(qū)，當(dāng)氧化鋯(PSZ)以

7、細(xì)粉形式加入時(shí)，能提高鎂質(zhì)耐火材料的抗熱震性能。隨加入量的增大，抗熱震性能提高幅度增大，當(dāng)加入量超過10wt％時(shí)，抗熱震性能提高幅度下降。當(dāng)氧化鋯以顆粒形式加入時(shí)，降低鎂質(zhì)耐火材料的抗熱震性能。在富鋯區(qū)，隨氧化鎂加入量的增大，鋯質(zhì)耐火材料的抗熱震性能逐漸提高。 (5)在MgO-ZrO2系耐火材料的富鎂區(qū)，熔渣對(duì)鎂質(zhì)耐火材料的侵蝕主要表現(xiàn)為熔渣在材料的滲透，氧化鋯加入顯著改善了鎂質(zhì)耐火材料的抗?jié)B透性，且隨加入量的增大，抗?jié)B透性逐漸