氧化铝微粉对耐火浇注料性能的影响.doc

氧化铝微粉对耐火浇注料性能的影响2010-08-14 15:14加入氧化铝微粉对耐火浇注料冷态强度、高温强度、热震稳定性、流动度及耐碱性的影响，比较了不同厂家氧化铝微粉在使用中的差异。结果表明：加入氧化铝微粉的试样与未加入氧化铝微粉的试样相比，中低温冷态强度和耐碱性能均有明显提高；抗热震稳定性能较差；高温冷态强度和高温强度略有降低；对流动度没有影响。使用不同厂家氧化铝微粉的浇注料强度有差异，针对本配方系统，浇注料使用氧化铝微粉B具有优良的力学性能。郑州玉发集团是中国最大的白刚玉生产商，和中科院上海硅酸盐研究所成立玉发新材料研究中心研究生产多品种氧化铝。专注白刚玉和煅烧氧化铝近30年，因为专注所以专业，联系QQ2596686490，电话156390七七八八一。Al2O3的晶型有：、等。当外界条件改变时，晶型会发生转变。在Al2O3的变体中，由于-Al2O3（密度为3.99g/cm3）中的氧是最紧密堆集，故只有-Al2O3（刚玉）是稳定的，其他晶型都不稳定，在加热时将转变成-Al2O3。除刚玉外，常见的Al2O3晶型应为-Al2O3，-Al2O3具有尖晶石结构，但在其结构中，某些四面体的空隙没有被充填，因而-Al2O3的密度（3.65g/cm3）较刚玉小。当Al(OH)3加热脱水时，约在450形成-Al2O3，-Al2O3加热到较高温度转变为刚玉。但这种转变要在1000以上时，转化速度才比较快。氧化铝的其他一些不稳定晶型也都是Al(OH)3加热脱水时，在不同条件下形成的。-Al2O3为无定形态，但也有人认为它是介于无定形与晶态之间的过渡态。由于-Al2O3是Al2O3各种形态中唯一在常温下能自发水化的形态，可以作为耐火材料浇注料的胶结剂，因此近年来受到了重视。实验用主要原料如下：高铝矾土熟料，纯铝酸钙水泥，SiO2微粉，Al2O3微粉。骨料与基质料的质量比为7624，固定其他条件不变，改变Al2O3微粉的加入量：不加Al2O3微粉(试样1#)和加入4%的Al2O3微粉（试样2#），先干混1min后加适量水搅拌3min混匀，先用水泥胶砂流动度测定仪测其30s和60s的流动值，然后浇注成型，24h后脱模，脱模后养护24h。试样经烘干（11024h）和热处理后（11003h和13503h），分别测其体积密度、线变化率、冷态强度、高温抗折强度和耐碱性能，水冷法测试1100抗热震性。1.对强度的影响加入Al2O3微粉后的试样体积密度较未加Al2O3微粉的试样的体积密度要大，这是由于Al2O3微粉的密度大，颗粒粒径小，用Al2O3微粉代替矾土细粉增加了试样的堆积密度，进而使试样中的物料之间堆积更加紧密，其低温和中温性能好。但是矾土细粉中含有少量SiO2,可以与Al2O3反应生成莫来石，生成的莫来石提高了试样的力学性能，若Al2O3微粉代替矾土细粉后基质部分生成的莫来石含量减少，造成了试样高温力学性能的下降。2.对流动性的影响图1为试样在30s和60s的流动性测试结果，从图上可以看出用Al2O3微粉代替矾土细粉在流动性上对浇筑料几乎没有影响，对施工性能也没有造成影响。3.对热震稳定性的影响热震测试结果为：试样1#25次，试样2#6次，热震结果差异大的原因为未加入Al2O3微粉的试样中生成的莫来石相为纤维状，具有增强作用，提高了热震稳定性，而且莫来石纤维与基质相在温度骤变的状态下由于导热系数不同，产生微裂纹，微裂纹的存在吸收了大量的热应力，从而大大提高了抗热震效果。4.对耐碱性能的影响图2和图3是试样耐碱性能的比较，其中没有加入氧化铝粉的耐碱块侧面出现很明显的“碱裂”，裂纹宽度达到23mm（二级耐碱）；而加入氧化铝粉的耐碱块没有出现明显的裂纹，拐角的脱落是切割机切割不均匀所导致的（一级耐碱）。这表明浇注料的耐碱性能也是与组织结构密切相关的，浇注料的结构越致密，结构缺陷越少，则其耐碱性能也就越好。5.不同厂家氧化铝微粉对耐火浇注料的影响除氧化铝外，其他组分保持不变，分别加入不同厂家的氧化铝微粉，进行对比试验。对试样的力学性能，线变化率及流动值进行比较。比较看出试样在加入不同氧化铝后，随着氧化铝种类的改变，在110和1350下试样的冷态抗压强度的变化规律与抗折强度变化规律基本相同，只是个别种类的氧化铝的抗压与抗折变化不一致，可能是试验误差所致。而在1100，试样的抗压强度和抗折强度变化差距较大，抗压强度和抗折强度变化规律不一致。造成这种结果的因素是多种的，不同的氧化铝所起的作用不同，应在微观方面进行探讨，需要深入的进行研究。总体上看，含氧化铝微粉B的试样在高、中、低温下的冷态抗压强度较其他氧化铝微粉的试样而言，强度最高，在浇注料使用氧化铝微粉B可达到在不同温度条件下具有优良的力学性能。图4为添加不同氧化铝微粉的试样在30s和60s流动值的结果，所有试样在30s及60s的流动值相差很小，表明不同氧化铝微粉对浇注料的流动性影响不大，不影响浇注料的成型。加入氧化铝微粉的试样与未加入氧化铝微粉的试