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抗剝落高鋁磚的抗熱震機理

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抗剝落高鋁磚的抗熱震機理

發布日期:2019-12-04 作者:耐火磚生產廠家 點擊:

抗剝落高鋁磚是以特級高鋁礬土熟料和含ZRO2的合成料為原料,按照一定的配比經高壓成型制得的燒成制品,產品具有抗剝落能力強,同時具有抗鉀,納,硫,氯及堿性鹽的侵蝕,低熱導率等性能。制品的顯著特點是耐熱震性能良好,適應環境能力強。

    使用范圍:抗剝落高鋁磚被廣泛應用于我國新型干法窯、立波爾窯和濕法窯上。所用部位包括窯門罩、上升煙道、冷卻帶、安全帶、過渡帶、冷卻機后墻和側墻以及橫梁彎頂。

    產品特點:抗剝落高鋁磚具有優異的熱震穩定性、荷重軟化溫度高、高溫強度高、耐堿和熟料侵蝕一定的機械強度、高溫耐磨、搞剝落、抗結皮、結圈以及導熱系數低、使用壽命長等綜合特性。

    抗剝落高鋁磚采用高鋁礬土熟料和鋯英石為主要原料,引入少里Zr(可提高制品的熱震穩定性和抗堿侵蝕性),加入一定里的復合結合劑和忝加劑,通過控制泥料的顆粒級配。經成型和高溫燒成制得的耐火制品。

    抗剝落高鋁磚的抗熱震機理如下:

    (1)ZrO2在高溫下發生單斜—四方相變,伴隨4-5%體積變化,同時在ZtO2尖端和周圍產生微裂紋、這些微裂紋可使抗剝落高鋁磚在受力過程中,主裂紋前端的應力場發生變化,主裂紋偏轉、彎曲,延長斷裂路線,吸收更多的斷裂能。微裂紋使能量逸散,消除或減緩了由于能量應力集中中引起的材料裂紋擴展破壞,因而提高了制品的強度和軔性;

    (2)由于抗剝落高鋁磚中含有多種結晶相,存在著不同結晶礦物相熱膨脹系數的差異引起熱失配而形成的微裂紋;

    (3)ZrO2作為復合材料的第二相,還可起顆粒強化作用。ZrO2顆粒與基體的熱膨脹失配,可引起內應力或微裂紋的產生吸收能量;彈性模量的失配,可使外加載荷重新分配,提高磚的承載能力;ZrO2顆粒分散在基體中,一定程度上起了釘扎、纏結位錯的作用,抑制了位錯的滑移,限制了解理斷裂,有益于磚的強化;

    (4)添加ZiO2的材料在生產或受到機械應力時均會發生四方-單斜相變,尤其重要的是加負荷和破壞時也產生,其結果由于發展的裂紋彈性能分散到四方—單斜相變而產生的微裂紋中,從而大大強化了材料抗剝落高鋁磚也存在這方面的可能性。 抗剝落機理是由于引入Zr后,其微觀結構特征決定了具有抗剝落性能。

    (1)Zr集合體周圍有明顯的微裂紋,該集合體與周圍的剛玉、莫來石有明顯的間隙脫皮。

    (2)發育良好的Zr集合體呈柱狀,在空間形成層狀分布,Zr之間有細小狹縫,其尺寸只有1-5μm形成溝道結構。這種結構亂層迭加,迂回曲折,有利于應力傳遞和分散。

    (3)莫來石發育良好,呈纖維狀,與Zr和剛玉等在空間交錯存在,開成復合增強結構。顯然,ZrSi在高溫下分解時與周圍的A反應,生成Zr與莫來石,Zr晶體的存在阻止了纖維狀莫來石晶體及板柱狀剛玉的生長,并被其包裹,因此在Zr周圍呈亂層狀態。

    (4)巖相分析表明剛玉和莫來石結構的交錯,Zr間插其中,在周圍存在微裂紋,較大Zr晶體自身及周圍有放射狀微裂紋。一直了位錯的滑移,提高了抗斷裂性。

    莫來石是一種不飽和的、煙花率有序分布的網絡結構,結構中空隙大,比較疏松。它的特點是:較高的熱態強度和荷重軟化溫度,良好的抗熱震性,高溫蠕變量小,線膨脹系數小,抗化學侵蝕等。

    抗剝落高鋁磚也稱為鋯莫來石磚,是因為主材料中加入有鋯英石,高溫主晶相為莫來石,是水泥回轉窯和玻璃比較常用的耐火磚,價格略高。


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