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耐火质料的三大苛重化学元素

耐火

  耐火材料的三大主要化学元素_化学_自然科学_专业资料。根据耐火材料中各种化学成分的含量和其作用,通常将其分为主成 分、外加成分和杂质三类。 5 Y! G8 M- v3 m2 H1 P (一)主成分 ( @( ?# g1 a j& P) I 耐火材

  根据耐火材料中各种化学成分的含量和其作用,通常将其分为主成 分、外加成分和杂质三类。 5 Y! G8 M- v3 m2 H1 P (一)主成分 ( @( ?# g1 a j& P) I 耐火材料中的主成分是指占绝大多数的, 对材料高温性质起决定 性作用的化学成分。耐火材料之所以具有优良的抵抗高温作用的性 能,以及许多耐火材料又各具特性,完全或基本上取决于主成分。所 以,对耐火材料的主成分,必须予以充分重视。通常,对耐火材料依 化学组成分类,以及对许多同材质的耐火材料划分为若干等级,都是 或多半是根据其主成分的种类以及其含量多寡而定的。 可作为耐火材 料主成分的都是具有很高晶格能的高熔点或分解温度很高的单质或 化合物。 要求它在耐火材料生产或服役过程中能形成稳定的具有优良 性能的矿物,在自然界储量较高而且较易提取与利用。在地壳中分布 较多, 可作为耐火材料主成分的主要是氧化物。 另外, 有一些碳化物、 氮化物、硅化物和硼化物,也可作为耐火材料的主成分。 R& n R. c3 U! c8 F 现在,生产与使用较广泛的耐火材料中的主成分主要是 Al2O3、 BeO、Cr203、MgO、CaO、SiO2、ThO2、TiO2、UO2、ZrO2 等氧化 物和 SiC、WC、B4C 等碳化物以及 AIN、Si3N4 等氮化物。 外加成分 f4 @* `3 c8 V2 C& B% K& s& d+ R (二) 常称外加剂, 是在耐火制品生产中为特定目的另外加入的少量成 分。如为促进材料中某些物相的形成和转化,而加入的矿化剂;为抑 制材料中某些物相形成,而加入的抑制剂或稳定剂;为促进材料的烧 结,而加入的助熔剂,等等。总之,在耐火材料生产中,采取加入少 量外加剂可在一定程度上改变材料的组成与结构, 从而便于生产和使 制品获得某种预期特性。但必须注意,切勿因此而严重影响其抵抗高 温作用的基本性质。 0 c% Y& N* R/ J: X: m) R8 } (三)杂质 . e/ n& J, $ e7 ^3 R 杂质是指在耐火材料中不同于主成分的, 含量微少而对耐火材料 的抵抗高温性质往往带来危害的化学成分。 这种化学成分多是由含主 成分的原料中夹带而来的。 1 J/ P ~* V c+ N ( P1 ]) H# x8 }3 ~) h/ L 耐火材料的杂质中有的是易熔物,有的本身具有很高熔点,但同 主成分共存时,却可产生易熔物。故杂质的存在往往对主成分起强的 助熔作用。助熔作用虽有时有助于材料的液相烧结,但对材料抵抗高 温作用却有严重危害。助熔作用愈强,即由于杂质的存在,系统中开 始形成液相的温度愈低,或形成液相量愈多,或随着温度升高液相量 增长速度愈快,以及所形成的液相粘度愈低和润湿性愈好,危害愈严 重。 # h, j! V8 ?2 y F; 2 T6 Y 可见,若 Na2O 与 SiO2 共存,由于开始形成液相的温度很低, 故以 SiO2 为主成分的耐火材料中,若含有少量 Na2O,即可对其高 温性质带来严重危害。若以 SiO2,为主成分的耐火材料中分别含有 Al2O3 和 TiO2,虽然 SiO2—Al2O3 与 SiO2—TiO2 两系统的共熔温 度相近, 分别为 1595℃和 1550℃, 但在共熔温度下系统内每 1%杂质 氧化物生成的液相量却差别较大,前者约为后者 1.9 倍。而且,随温 度的升高,此差别更大,如在 1600℃下,约为 2.3 倍。因此,杂质 Al2O3 较 TiO2 对 SiO2 的熔剂作用强。 氧化铝对硅质耐火材料的高温 性能危害极大。另外,当杂质与主成分共存时,若生成的液相粘度较 低,且随温度升高粘度降低愈快以及润湿性愈好,则对耐火材料的危 害愈严重。 因此,欲提高耐火材料抵抗高温的性能,必须严格控制杂质的含 量。

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