耐火原料對耐火磚燒結的影響
耐火原料對燒結的影響分為內因和外因兩個方面。內因是物料的結晶化學特性,外因則首要體現為所用質料的顆粒組成。物料晶體的晶格能是決議物料燒結和再結晶難易的重要參數。晶格能大的晶體,結構較安穩(wěn),高溫下質點的可移動性小,燒結困難。晶體結構類型也是一個重要影響要素,物料陽離子的極性低,則其構成的化合物的晶體結構較安穩(wěn),有必要在挨近熔點的溫度下才有顯著缺點,故該類化合物質點的可移動性小,不易燒結。耐火材料中Al2O3 、MgO的晶格能高而極性低,故較難于燒結。
由微細晶粒組成的多晶體比單晶體易于燒結,因為在多晶體內含有許多晶界,此處是消除缺點的首要當地,還可能是原子和離子分散的快速通道。離子晶體燒結時,正、負離子都有必要分散才干導致物質的傳遞和燒結。其間分散速率較慢的一種離子的分散速率操控著燒結速度。一般以為負離子的半徑較大,分散速率較慢,但對Al2O3 、Fe2O3的試驗研討發(fā)現,O2-經過晶界供給的通道快速分散,致使正離子Al3+、Fe3+的分散比氧離子慢,成為燒結進程控速步驟。
晶體生長速度是影響燒結的另一個晶體化學特性。例如MgO燒結時晶體生長很快,很簡單長大至原始晶粒的1000~1500倍,但其密度只能到達理論值的60%~80%。Al2O3 則否則,雖其晶粒長大僅50~100倍,卻可到達理論密議的90%~95%,基本上到達充沛燒結。為使MgO資料密度進步,有必要按捺晶粒長大的辦法。
所用耐火原料的粒度也是影響燒結細密化的重要要素,無論是固相燒結仍是液相燒結,細顆粒均添加了燒結的推動力,縮短了粒子分散的間隔和進步了顆粒在液相中的溶解度而導致燒結進程的加速,有資料報導,MgO的原始粒度為20μm以上時,即便在1400℃長時刻保溫,僅能到達相對密度的70%而不能進一步細密化;當粒徑在20μm以下時,溫度為1400℃或粒徑為1μm以下,在1000℃時,燒結速度很快;如果粒徑在0.1μm以下時,其燒結速度與熱壓燒結相差無幾。
從避免二次再結晶的視點考慮,如果細粉內有少數大顆粒存在,則易發(fā)作晶粒的反常長大而不于燒結。一般氧化物資料適合的粉末粒度為0.05~0.5μm。
原始粉末的粒度不同,燒結機理有時也會發(fā)作改動。例如AIN的燒結,據報導,當粒度為0.78~4.4μm時,粗顆粒按體積分散機理進行燒結,而細顆粒則按晶界分散或外表分散機理進行燒結。