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高鋁熟料添加三石改性高鋁磚的研究

發布時間:2025/2/11 17:18:41 點擊率: 來源:保溫磚 作者:榮盛耐材

一、材料體系設計原理
基礎組分優化
以高鋁礬土熟料為基體,復合添加藍晶石(kyanite)、紅柱石(andalusite)、硅線石(sillimanite)三元礦物體系,通過高溫相變構建莫來石網絡增強結構。三石礦物按3:4:3質量比復配,總添加量控制在1218%區間。

礦相轉化機制
三石礦物在12001400℃區間發生分解反應:
2(Al₂O₃·SiO₂)→3Al₂O₃·2SiO₂(莫來石)+SiO₂
該過程產生的體積膨脹(藍晶石+19%,紅柱石+5%,硅線石+0%)形成微膨脹效應,有效抵消高鋁磚燒結收縮。

二、關鍵工藝參數控制
梯度煅燒制度
低溫預燒段:控制升溫速率3℃/min,促進三石礦物初步活化
中溫反應段:維持弱還原氣氛(CO濃度58%),持續68小時
高溫穩定段:嚴格控溫±5℃,實現莫來石晶須定向生長

微結構調控技術
通過SEMEDS分析確認,添加15%三石體系時:
莫來石晶須長度達到10-15μm,長徑比>20
剛玉莫來石界面形成35μm過渡層,降低熱應力
顯氣孔率由傳統高鋁磚的18-20%降至14-16%

三、性能提升機理
熱機械性能強化
抗熱震性:1100℃水冷循環次數提升至,歸因于微裂紋偏轉機制
高溫抗折強度:1400℃下保持8-10MPa,較基準樣提升40%
荷重軟化溫度:變形點提高至1550-1600℃



抗侵蝕性能優化
在水泥窯過渡帶工況模擬試驗中(1400℃/堿性氣氛):
滲透層厚度由3.5mm降至1.2mm
K₂O反應生成低熔點相的比例減少
熱面剝落率下降.

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