1、2022-3-27材料科学与工程学院1 Al2O3-SiO2二元系统二元系统 杂质对杂质对Al2O3-SiO2二元系统的影响二元系统的影响 Al2O3-SiO2系制品的生产工艺系制品的生产工艺 Al2O3-SiO2系制品的性能系制品的性能2022-3-27材料科学与工程学院2概况概况Al2O3- SiO2系耐火材料系耐火材料:硅质、硅酸铝质、硅质、硅酸铝质、 氧化铝质。氧化铝质。 ： 93% :1530%，酸性，略有膨胀（不定型，酸性，略有膨胀（不定型 耐火材耐火材料的膨胀剂）料的膨胀剂）; : 3046%（我国为（我国为48%），具有较高的高温），具有较高的高温性能，适应性强；陶瓷的主要原料
2、性能，适应性强；陶瓷的主要原料; : 46% ，（又可分为，（又可分为I 、II 、III等三等三 等，等，耐火度和热震性随耐火度和热震性随A S 、 量变化；量变化； 95%2022-3-27材料科学与工程学院3：冶金工业（高炉、热风炉、蓄热室、：冶金工业（高炉、热风炉、蓄热室、加热炉、加热炉、 均热炉、退火炉及铸锭系统等）、均热炉、退火炉及铸锭系统等）、建材工业、机械工业、石油化工工业、动建材工业、机械工业、石油化工工业、动力工业以及轻工力工业以及轻工 业等。业等。2022-3-27材料科学与工程学院47278%可分为两个子二元系：可分为两个子二元系： 一、一、 二元系的情况二元系的情况2
3、05017232022-3-27材料科学与工程学院5 的连续变化，可以生产出刚玉的连续变化，可以生产出刚玉 质、质、I、II、III等高铝质，粘土质、半硅质、等高铝质，粘土质、半硅质、 硅质耐火材料；硅质耐火材料；2、莫来石组成为产品种类明显变化的分界、莫来石组成为产品种类明显变化的分界 线；线； 莫来石组成：莫来石组成： 熔点：熔点：1850 莫来石组成的高铝砖（特等、一等和莫来石组成的高铝砖（特等、一等和高二等）、刚玉砖基本晶相组成为：莫来石、刚玉高二等）、刚玉砖基本晶相组成为：莫来石、刚玉或刚玉。或刚玉。 90%加入量加入量90%）、）、 平炉渣、硫酸渣、软锰矿等。平炉渣、硫酸渣、软锰矿
4、等。 石灰乳、硅酸盐水泥、亚硫酸纸石灰乳、硅酸盐水泥、亚硫酸纸 浆废液。浆废液。2022-3-27材料科学与工程学院50 颗粒组成的选择（结合剂少）颗粒组成的选择（结合剂少） 临界粒度临界粒度: :（颗粒大易压碎、转变时体积膨胀大而开裂（颗粒大易压碎、转变时体积膨胀大而开裂. . 临界粒度要小临界粒度要小, ,一般为一般为23mmmm） 细粉数量细粉数量（转变时体积膨胀小、与矿化剂作用及烧结性转变时体积膨胀小、与矿化剂作用及烧结性 增强）增强） 成型成型 砖坯体积密度砖坯体积密度2.2-2.3g/cm3 砖模尺寸应缩小（砖模尺寸应缩小（） 烧成烧成 废品率高废品率高 SiO2晶型转变，体积变化
5、晶型转变，体积变化 液相量较少（液相量较少（10%）2022-3-27材料科学与工程学院51 150 自由水自由水 450500 Ca(OH)2分解，砖坯结合强度分解，砖坯结合强度 550650 石英石英石英石英 600700 CaO与与SiO2的固相反应开始，砖坯结的固相反应开始，砖坯结 合强度合强度 2CaO SiO2 2CaOSiO2 2CaOSiO2SiO22（CaOSiO2） 2022-3-27材料科学与工程学院52 10001100 生成固溶体生成固溶体(CaOSiO2 、 FeOSiO2) CaOSiO2FeOSiO2CaOSiO2FeOSiO2 1200 与杂质如与杂质如Al2
6、O3、Na2O等作用形成液等作用形成液 相（相（810），）， 润湿石英颗粒，石润湿石英颗粒，石 英转变速度英转变速度。 13001350 鳞石英和方石英鳞石英和方石英 13501430 鳞石英鳞石英，方石英，方石英2022-3-27材料科学与工程学院53 石英的相变（石英石英的相变（石英,-石英石英 -方石英方石英 -方石英）方石英） 573 1200 300 原料的转变速度（快速转变升温原料的转变速度（快速转变升温） 添加物的数量和性质（液相多升温添加物的数量和性质（液相多升温） 砖块的形状大小（大块及异型升温砖块的形状大小（大块及异型升温） 20600 20 小时（快）小时（快） 600
7、1100 25 小时（最快）小时（最快） 11001300 10 小时小时 13001350 5 小时（慢）小时（慢） 13501430 2 小时（最慢）小时（最慢）弱还原气氛弱还原气氛2022-3-27材料科学与工程学院54化学成分化学成分SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaOR2O93-980.5-2.50.3-2.50.2-2.71-1.5矿物组成矿物组成 鳞石英鳞石英 方石英方石英 石英石英 玻璃质玻璃质 2022-3-27材料科学与工程学院552022-3-27材料科学与工程学院56 硅砖相组成：鳞石英、方石英、石英、玻璃相、气孔硅砖相组成：鳞石英、方石英、石英、玻璃相、气孔 提高热导率的途径：鳞石英含量提高热导率的途径：鳞石英含量，气孔率，气孔率 金属氧化物，如金属氧化物，如CuO、Cu2O、TiO2、Fe2O3等等 特殊硅石（特殊硅石（Al2O3、R2O低）低） 添加含硅的物质，如添加含硅的物质，如SiC、Si3N4、Si等等：抗氧化铁和熔渣侵蚀性强：抗氧化铁和熔渣侵蚀性强 ：高热震稳定性：高热震稳定性 ：高热震稳定性、耐磨性、热导率：高热震稳定性、耐磨性、热导率 降低热导率降低热导率2022-3-27材料科学与工程学院57 影响致密硅砖性能的影响因素有哪些？请举影响致密硅砖性能的影响因素有哪些？请举1 12 2个因素，说明原因。个因素，说明原因。
