鋯莫來石磚成分性能介紹

鋯莫來石磚是以莫來石和氧化鋯為原料的熔鑄耐火制品。鋯莫來石熔鑄磚晶體結構致密，荷重軟化溫度高，熱穩定性好，常溫及高溫下機械強度高，耐磨性好，導熱性好，并且有優良的抵抗侵蝕的能力。

燒結鋯莫來石磚是采用工業氧化鋁和鋯英石精礦作為原料，通過反應燒結工藝，把ZrO2引入莫來石基質中制成的高級耐火磚，其反應方程式為：3A12O3十2ZrSiO4→3 A12O3·2SiO2+2ZrO2莫來石陶瓷具有很多優良的特性，如耐高溫，抗熱震性，抗高溫蠕變及化學穩定性好等優良性能。
將ZrO2引入莫來石陶瓷中，利用ZrO2的相變增韌可以較大幅度地提高莫來石材料的高溫力學性能。ZrO2對莫來石材料有促進燒結作用，ZrO2的加入，由于其低熔物的產生或空位的形成可以加速ZrO2材料的致密化燒結過程，當ZrO2的摩爾分數為30％時，在1530℃燒成的坯體其相對體積密度達98％，強度達到378MPa韌性達到4.3MPa·m1/2。不同組成的ZrO2材料，其強韌化機制不同。
ZrO2的體積分數為15％–30％時，ZrO2材料以應力誘導相變增韌為主；ZrO2的體積分數大于30％時，ZTM材料以微裂紋增韌為主。ZrO2粉末的粒徑對ZrO2材料的力學性能有很大的影響。
ZrO2粒徑較大，ZTM材料基體中Z鼢大部分以m—ZrO2形式存在，材料以微裂紋增韌為主。ZrO2粒徑較小時，ZTM材料中t-ZrO3的相對含量較高，材料力學性能的提高主要源于t-ZrO3的相變增韌。生產燒結鋯莫來石磚有兩種生產工藝：其一是在制耐火磚過程中完成反應燒結，得到相變完全的顯微結構；其二是部分相變而維持非平衡的相組合。兩種生產工藝各有特色，都能生產出性能優良的耐火磚。在工業生產中，為了降低耐火磚價格，往往使用高鋁礬土來替代工業氧化鋁，生產含鋯的莫來石磚。
通過在A12O3—SiO2系磚中引入ZrO2改善莫來石的組織結構，可提高莫來石的抗化學侵蝕性、耐熱震性并降低膨脹系數，這種含ZrO2的莫來石磚，通稱為鋯莫來石磚，一般由電熔法制得，也有用燒結法生產的。燒結鋯莫來石磚是采用工業氧化鋁和鋯英石精礦作為原料，通過反應燒結工藝，把氧化鋯引入到莫來石基質中制成的特種耐火材料。
以工業氧化鋁和鋯英石為原料，通過反應燒結制成的鋯莫來石磚，因反應和燒結同時進行，工藝過程控制比較困難。通常，在燒成時先在1450℃保溫，使其致密化，然后再升溫至1600℃進行反應，ZrSiO4在大于1535℃分解成ZrO2和SiO2，其中SiO2和Al2O3反應生成莫來石，由于ZrSiO4分解時有一部分液相出現，并且ZrSiO4的分解可使顆粒細化，增加比表面積，從而促進燒結。
研究表明，在鋯英石的加入量小于54.7％時，隨著鋯英石加入量的增加，燒結試樣的顯微結構由柱狀剛玉構成的網絡逐漸過渡到由柱狀莫來石構成的網絡結構。試樣的高溫抗折強度(1400。C)也隨氧化鋯含量的增加而增大，在氧化鋯含量為23.7％時出現一較大值，而后強度下降。鋯英石的加入有助于抗熱震性的提高。