燒結鋯剛玉磚(以下簡稱AZS磚)所用原料為氧化鋁和鋯英石,一般ZrO2含量控制在15%?30%,主晶相成分為莫來石、剛玉和斜鋯石,在原料很純的條件下,玻璃相含量可低于5%,所以,生產這類制品的物理-化學基礎主要是Al2O3與ZrSiO4之間的固相反應。
燒結鋯剛玉磚
該系列制品主要有三種:
①反應燒結型AZS制品,是由莫來石和斜鋯石(含部分t-Zr02)構成的兩相均勻分布的顯微結構。該不可逆反應亦被稱為原位反應。反應開始溫度范圍在1370?1420℃。
②再結合型AZS制品,以電熔AZS為原料經粉碎、成形和燒結而成。
③含鋯英石系列制品。該系列制品屬于廣義燒結AZS中簡單的工藝類型——用燒結或電熔莫來石或剛玉或煅燒鋁土礦粗顆粒與鋯英石任意比例,加少量結合黏土或其他結合劑燒制而成。燒成溫度決定著鋯英石顆粒全部分解、表面輕微分解或完全不分解。在1650℃燒結鋯英石沒有任何分解,但與Al2O3接觸的表面在小于1500℃時便會分解。
Al2O3-ZrSiO4固相反應
在ZrO2-Al2O3-ZrSiO2系中,Al2O3-ZrSiO4連線為非共存關系,兩者間在1400℃左右進行如下反應:
該反應產物系四方ZrO2和非晶質莫來石,后者是亞固相溫度下趨向平衡的重要過渡相,在1450℃以上得到的是斜鋯石和莫來石。
燒結鋯剛玉磚的制備
燒結AZS制品制備過程的關鍵問題是:
①確保ZrSiO4與Al2O3反應完全,燒結致密,形成均勻的莫來石-(剛玉)-斜鋯石熟料,玻璃相含量不超過5%。
②配入的氧化鋁+高嶺土應符合莫來石組成。
③制品的粒度級配合理,確保大堆積密度。
④制品充分燒成,獲得理想的顯微結構。
生產質燒結AZS制品是有較大難度,從某種意義上講,控制工藝流程的嚴格要求,不亞于熔鑄制品。
燒結鋯剛玉磚的性能
燒結AZS制品的高溫力學性能良好。
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