常用无机非金属材料的耐蚀性能

9.5常用无机非金属材料的耐蚀性能9.5.1天然耐蚀硅酸盐材料

9.5.2铸石

9.5.3化工陶瓷

9.5.4玻璃

9.5.5化工搪瓷

9.5.6水玻璃耐酸胶凝材料9.5.1天然耐蚀硅酸盐材料9.5.1.1花岗岩

9.5.1.2石英岩

9.5.1.3安山岩9.5.1.4文石

9.5.1.5石棉

9.5.1.1花岗岩花岗岩中平均含有70%～75%的二氧化硅，13%～15%的氧化铝以及7%～10%的碱性、碱土金属氧化物(氧化钙、氧化镁、氧化钠等)。其主要矿物组成为长石和石英，其他还有少量云母、磁铁矿等，石英是最有用的组成部分，云母是有害的，它会降低花岗岩的机械强度。图9-3及O对Si—O—Si键破坏示意图9.5.1.2石英岩石英岩是由结晶形二氧化硅(石英)被非晶形二氧化硅胶结而成的一种变质岩，特点是二氧化硅含量很高(90%～99%)。图9-4通过侵蚀可获得疏松

玻璃的成分范围(影线区)胶结

在将沉积物压在一起的过程中，受压力的作用，岩石的一些矿物慢慢溶解在水里，于是含有矿物的水溶液就渗入沉积物颗粒间的空隙中。当含有矿物的水溶液中的矿物结晶时，沉积物颗粒被结晶的晶体粘在一起的过程就叫胶结。压实和胶结通常需要经过上百万年才能把松散的沉积物变成坚硬的沉积岩。9.5.1.3安山岩安山岩是由中性斜长石和角闪石及少量石英所组成，含SiO2为52%～65%。安山岩的特点是耐酸性强，热稳定性好，硬度较小，加工比较容易。在化工防腐上可用作块材衬里材料及铺设地面表层，它的碎石和粉料是耐酸水泥和混凝土的优良填料。9.5.1.4文石文石主要含二氧化硅，耐酸度高，常温时能耐各种浓度的硫酸、硝酸、盐酸、磷酸、溴水等的腐蚀。但当温度高达90°C时，对盐酸和碱液不耐腐蚀。文石的硬度小，质软，容易加工。可用作设备衬里(如电解槽顶盖的衬里层)。9.5.1.5石棉常用的石棉分为温石类石棉和闪石类石棉两种，它们都是纤维状结构。温石类石棉的蕴藏量大，占石棉开采量的95%以上，其化学组成主要是含水硅酸镁，二氧化硅含量为38%～44%(均指质量分数，下同)。它不耐酸，在硫酸、盐酸和硝酸中的溶解度达60%，对碱稳定，脆性较大，一般用作绝热和耐火材料。9.5.2铸石铸石是利用分布广泛的天然岩石——玄武岩、辉绿岩或某些工业废渣为主要原料，经配料、熔化、浇铸成型、结晶、退火工艺过程形成的一种工业材料。铸石中含有二氧化硅、氧化铝、氧化钙、三氧化二钛、氧化亚铁和少量的二氧化钛、氧化钾、氧化钠、氧化锰和三氧化二铬等。它的特性是耐磨、耐腐蚀，并且具有优良的绝缘性和很高的抗压强度，可以广泛地应用于许多工业生产设备中，特别是在那些承受剧烈磨损和酸碱侵蚀的部位，以此代替各种黑色金属、有色金属、合金材料及橡胶等。其耐磨性比锰钢高5～15倍，比一般碳钢高十几倍，耐腐蚀性比不锈钢、铅和橡胶高得多，使用铸石制品不同可以节约大量金属材料，而且还能延长设备寿命，效果十分显著。9.5.3化工陶瓷1)可塑性原料主要是粘土，它赋予泥料以成型性能。

2)瘠性原料主要是长石、石英，降低干燥、烧成收缩。

3)熔封原料主要是长石、降低烧成温度。

9.5.4玻璃凡熔融体通过一定方式冷却，因粘度逐渐增加而具有固体的机械性质与一定结构特征的非晶体物质，不论其化学组成及硬化温度范围如何，都称为玻璃。9.5.5化工搪瓷搪瓷就是将瓷釉涂搪在金属底材上，经过高温烧制而成的，它是金属和瓷釉的复合材料。化工搪瓷是将硅含量高的耐酸瓷釉涂敷在钢(铸铁)制设备的表面上，经高温煅烧使之与金属密着，形成致密的、耐腐蚀的玻璃质薄层(厚度一般为0.8～1.5mm)。这样的设备称化工搪瓷设备。化工搪瓷设备兼具有金属设备的力学性能和瓷釉的耐腐蚀性的双重优点，除氢氟酸和含有氟离子的介质、高温磷酸以及强碱外，能耐各种浓度的无机酸、有机酸、盐类、有机溶剂和弱碱的腐蚀，表面光滑易清洗，并有防止金属离子干扰化学反应和沾污产品的作用。因此广泛应用于化学工业各个部门，特别对有机和制药工业来说，是一种不可缺少的设备。9.5.6水玻璃耐酸胶凝材料水玻璃耐酸胶凝材料包括水玻璃耐酸胶泥、砂浆和混凝土，它们是以水玻璃(硅酸钠水溶液)为胶结剂，氟硅酸钠为硬化剂，以及耐酸粉料，或再加上耐酸砂和碎石(总称为耐酸填料)按一定比例调制而成，最后在空气中凝结硬化成石状材料。通常先将耐酸粉料和固体硬化剂(氟硅酸钠)按比例均匀混