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淺析高鋁磚的高溫機械性能:
高鋁磚的礦物組成根據(jù)所使用的鋁礬土所定,熟料的礦物組成一般是莫來石、剛玉和玻璃相。莫來石理論組成為Al2O371.8%,SiO228.2%,其熔融分解溫度為1840℃。具有針狀結(jié)晶,呈網(wǎng)絡(luò)交叉結(jié)構(gòu),高溫狀態(tài)表現(xiàn)出較好的強度。剛玉以α-Al2O3形態(tài)存在,熔點為2050℃,硬度為莫氏9級,呈粒、柱狀晶體,有良好的化學穩(wěn)定性,對酸、堿性爐渣都有一定的抵抗能力。
高溫機械性能不完全取決于高鋁磚內(nèi)的Al2O3含量,更取決于形成的晶體形狀及玻璃相數(shù)量,組成與粘度。對高鋁磚進行的蠕變試驗或剛性模量和斷裂模量的研究表明,莫來石質(zhì)磚高溫機械性能好于高Al2O3含量的磚。LZ-75牌號的高鋁磚,盡管形成大量的高耐火度的α-剛玉晶體,呈粒、柱狀,其微觀結(jié)構(gòu)堅固性不亞于莫來石結(jié)構(gòu),但在應力作用下晶間少量的玻璃液使其產(chǎn)生滑移,引起結(jié)構(gòu)變形、強度下降。莫來石質(zhì)磚,如LZ-65、LZ-55牌號,主要是莫來石晶體,呈針狀,形成交叉網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),玻璃相充填其間,能承受應力,不易變形,具有良好的高溫強度,尤其用硅線石族原料制的磚,原料純度高,經(jīng)過燒成生成莫來石與SiO2除少量的SiO2與極微量雜質(zhì)形成玻璃相外,其余的SiO2生成方石英充填于莫來石晶間,在冷卻后產(chǎn)生永久膨脹。該磚在長期使用中表現(xiàn)良好的抗蠕變性。LZ-48牌號的磚,盡管生成莫來石晶體,但它被大量的玻璃相淹沒,所以高溫機械強度較差,但常溫耐壓強度較好。因而,等速蠕變速率不同。LZ-75牌號磚的轉(zhuǎn)折溫度在1120~1130℃;LZ-48牌號磚的轉(zhuǎn)折溫度在1050℃;而莫來石質(zhì)磚沒有觀察到轉(zhuǎn)折點。以莫來石和剛玉為基本組成的高鋁磚高溫斷裂模量及剛性模量于800℃開始出現(xiàn)轉(zhuǎn)折;抗張強度在1000℃附近開始轉(zhuǎn)折,它們都有一個共同點,即在常溫至1000℃之間,其強度隨溫度升高而增加,反映了兩晶相受熱膨脹減輕了殘余內(nèi)應力,使微裂紋彌合,導致強度升高。
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