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耐火材料的基本性能

2020-03-19 08:50:40

  耐火材料,任何具有异常高熔点并在非常高的温度下保持其结构特性的材料。耐火材料主要由陶瓷组成,在冶金,玻璃制造和陶瓷工业中大量使用,它们被制成各种形状以衬砌在高温下加工材料的熔炉,窑炉和其他设备的内部。

  包头耐火材料

  在本文中,将回顾陶瓷耐火材料的基本性能,以及主要包头耐火材料及其应用。在本文的某些方面,参考了陶瓷耐火材料制造中使用的加工技术。有关这些过程的更详细说明,请参见传统陶瓷和高级陶瓷。陶瓷耐火材料的性能与化学和微观结构之间的联系在陶瓷的组成和性能上得到了说明。

  

  物产

  

  由于它们的主要化学键具有很高的强度,因此许多陶瓷具有高熔点和化学惰性的出色组合。这使它们可用作耐火材料。(耐火材料一词来自法国réfractaire,意为“高熔点”。)化学惰性的特性在冶金和玻璃制造中尤为重要,在冶金和玻璃制造中,熔炉暴露于腐蚀性极强的熔融材料和气体中。除了耐高温和耐腐蚀外,耐火材料还必须具有出色的物理磨损或耐磨性,并且还必须耐高温。热冲击。当物体从高温迅速冷却时,会发生热冲击。表面层紧贴内层收缩,导致产生张应力和裂纹扩展。尽管陶瓷具有众所周知的脆性,但可以通过在加工过程中调节其微观结构来使其抗热冲击。与白色瓷器(如瓷器)或质地较细的结构性粘土产品(如砖)相比,陶瓷耐火材料的微观结构相当粗糙。填充颗粒的大小可以在毫米级,而不是在白色陶瓷中看到的微米级陶瓷。另外,大多数陶瓷耐火产品是非常多孔的,材料中并入了大量不同尺寸的空气空间。大晶粒和细孔的存在会降低产品的承载强度,但也会使裂纹变钝,从而降低对热冲击的敏感性。但是,在耐火材料与腐蚀性物质接触的情况下(例如在玻璃熔炉中),多孔结构是不希望的。然后,可以以更高的密度制造陶瓷材料,并引入较少数量的孔。

  

  组成和加工

  

  陶瓷耐火材料的组成和加工根据耐火材料的用途和类型而有很大不同。大多数耐火材料可以根据组成分为粘土基或非粘土基。此外,它们可以分为酸性(含二氧化硅 [SiO 2 ]或氧化锆[ZrO 2 ])或碱性(含氧化铝 [Al 2 O 3 ]或碱土金属氧化物,如石灰[CaO]或氧化镁[MgO] ])。粘土基耐火材料包括耐火粘土,高铝和莫来石陶瓷。有多种非粘土耐火材料,包括碱性,超高氧化铝,二氧化硅,碳化硅以及锆石材料。大多数粘土基产品的加工方式与其他传统陶瓷类似,例如结构性粘土产品。例如,采用硬泥工艺(例如压制成形或挤压)来形成商品,然后将其干燥并通过长隧道窑进行烧制。如文章“ 传统陶瓷”中所述,烧制会引起部分玻璃化或玻璃形成,这是一种将颗粒粘合在一起的液体烧结过程。另一方面,非粘土基耐火材料是使用保留用于高级陶瓷材料的技术粘合的。例如,超高氧化铝和锆石陶瓷通过瞬态液体或固态烧结结合,基础砖通过组分之间的化学反应结合,碳化硅通过硅砂和焦炭反应结合。这些过程在高级陶瓷文章中有描述。


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