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镁锆砖

作者:admin 发布日期: 2019-10-16 二维码分享

镁锆砖


在镁质材料配料中,加入ZrO23种方法,即直接加入法、预合成法和表面涂覆法。

直接加入法是根据制品对材料MgO/ZrO2比和纯度要求,从工业ZrO2、斜锆石、脱硅锆、锆英石等含锆原料中选择合适的材料,在镁砖配料中,直接加入;预合成法系用电熔法或烧结法先生产出MgO-ZrO2砂,再将其以一定比例加入到镁砖配料中,表面涂覆法系将镁砂颗粒表面以ZrO2为主成分的耐火材料涂覆,每个颗粒表面形成均匀的ZrO2薄层。

与纯MgO材料比,加入ZrO2有利于烧结,镁锆砖能在相应较低一些的温度下烧成。图12-3MgO-ZrO2二元系相图,可以看出,MgO-ZrO2烧结材料为二相结构。高温下,MgO有限固溶到ZrO2晶格中,对ZrO2起稳定作用,同时ZrO2也在一定程度上固溶到方镁石晶格中。随着ZrO2加入量的增加,MgO-ZrO2制品的各项物理性能有如下变化:体积密度提高、气孔率下降、常温和高温强度提高,在加入Χ(ZrO25%时,达到峰值,高温抗折强度比室温降低,不含ZrO2MgO材料降低90%MgO-ZrO2材料降低40%~50%,仍有较高的强度。


MgO-ZrO2材料显示出较高的高温强度,其原因有:一方面是引入ZrO2,相对减少了晶界杂质的数量,从而提高了晶界软化温度和在应力作用下产生塑性变形的温度;另一方面,由于MgOZrO2二相在线膨胀系数、弹性模量等性能上的不同,随着温度的升高,残余内应力的消失,显微裂纹的弥合等起着两相复合的强化作用。

ZrO2加入对MgO材料的抗热震性有一定的改善作用,并随着ZrO2含量增加而提高。

T=1000℃的水冷法测定试样的抗热震性,结果表明,未加ZrO2的试样出现裂纹的次数为一次,加ZrO2的为2~3次,而且随着ZrO2加入量的增加而增加。

加入ZrO2,从宏观上讲,降低了材料的线膨胀系数;从微观上讲,由于MgOZrO2在物理性能上的差异,导致在材料内部产生微裂纹。在热震时,它能吸收主裂纹扩展时的应变能,抑制和减缓裂纹扩展,从而提高了材料的抗热震性。

加入少量ZrO2MgO-ZrO2烧成制品,显微结构分析表明,有些球状的小颗粒ZrO2MgO晶体包裹,有些ZrO2颗粒呈不规则形状的团聚体,与MgO晶体交错分布,形成MgOZrO2二相结构。随着ZrO2加入量的增加,ZrO2团聚体的尺寸增大。反之,MgO晶体尺寸有减小的趋势。当ZrO2加入量很少时,ZrO2成为MgO晶体的包裹体,有利于MgO晶体的长大,成为促进MgO晶体发育的添加剂。当ZrO2加入量较多时,一部分进入晶内,一部分在MgO晶体间形成ZrO2团聚体,这种ZrO2团聚体对MgO晶界迁移有一定的“钉扎”作用,这就影响了MgO晶体的长大,在相同温度下烧成的试样,含锆制品中的MgO晶粒明显小于不含锆的制品。

处在含锆制品中的ZrO2团聚体,在烧成过程中有迁移、聚集的趋势,小的ZrO2团聚体经扩散、溶解、沉积过程逐步消失,较大的ZrO2团聚体逐步长大,在MgO颗粒间形成更大的ZrO2团聚体。

国内外几种镁锆砖的理化性能见表12-12。表中D为水泥窑高温带使用产品。镁锆砖在水泥窑高温区使用时,其挂窑皮性能不如含ZrO2白云石砖、镁白云石砖、抗热震性优于白云石砖及镁白云石砖,但仍逊色于镁尖晶石砖。QMQT是青花公司为国内引进石灰窑装置生产的镁锆砖。


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