介绍耐火材料可以考虑在炉膛亚博网站下载和反应器中耐高温产品的产生[1,2]。 特定用途的耐火材料的可靠性是根据其在使用中的机械和热阻[3]时对熔渣和熔液产品的耐化学性来确定的。另一方面，我们知道所有的耐火材料在暴露于每种应用的特征条件下都会被破坏，而破坏的一个共同亚博网站下载因素是温度[4]。因此，需要耐高温、在接触腐蚀性环境时电阻非常高的新型耐火材料[5亚博网站下载,6]。 玻璃工业存在着严重的污染问题[7,8]，因为在玻璃初始熔化过程中，耐火砖在颗粒周围的基质中最脆弱的地方会受到攻击。yabo214基体的溶解过程释放了总颗粒，它们仍然漂浮在玻璃中，随后进入最终产品[9,10]。yabo214 这项工作的主要兴趣是具有良好机械性能和良好的耐腐蚀性[11，12]耐火砖的发展，以象出发的商业产品的组合物（AZS =氧化铝 - 氧化锆 - 氧化硅）。 实验的程序原材料选亚博网站下载择和表征AZS的原料选择亚博网站下载为氧化铝、氧化锆和二氧化硅，从硅砂和硅灰两个来源入手。原料之间的差别在于它们的粒径，二氧化硅砂呈现出大约15亚博网站下载0的粒径μM，而硅灰小于45μ米，变化进行与物镜与要制备的制剂中的原料的颗粒尺寸，以获得均匀性。亚博网站下载据它在文献[13-15]中找到，该氧化铝 - 氧化锆 - 氧化硅被用于玻璃熔炉，而另一侧，碳化物的存在提供了具有更好的性质AZS耐火材料亚博网站下载耐火材料如更大的耐腐蚀性由熔融的材料。亚博网站下载 与相知原料的特性的目的，使用了下列分析技术：X射线衍射，扫描电子显微镜和差热分析。这些分析是在他们的每个组合的代表量进行的。 AZS配方的制造AZS耐火材料是在实验室用铝生产的2O3.(43%)、ZrO2(20和37%)和SiO2同时制备了碳化硅和氧化镁含量较低的AZS耐火材料，以获得性能较好的产品。见表1所示。 表1。AZS组合物（％（重量）各原料的）亚博网站下载
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*商业成分 ** ZrO量低2 ***AZS分别加入SiC和MgO 所有原料在约11亚博网站下载0°C的温度下干燥18 h，将表1所示的每种成分各3克，混合、均质并压制成2.5 x 0.5的试样x 0.5 cm, 13350 N的负载，足够压实灰尘和获得样品。燃烧在1450°C的温度下进行，时间分别为12、18、24和48小时。 对制备的AZS进行了RXD和SEM表征指出需要改变一些实验条件，因为不能形成足够的耐火相，因为颗粒之间没有直接的结合，材料没有反应，这可能会在产品使用时产生问题。 在AZS= 43-37-20的复合材料1中加入有机化合物(甲氧基乙醚)和硅铝酸盐(粘土)类粘结材料，制备了新的AZS复合材料，目的是改善压实时刻晶粒之间的粘结，并压制[17];亚博网站下载类似氧化铝、氧化锆和二氧化硅的颗粒尺寸(<45μM)，由硅砂(150μM)由硅灰(<45μm）。这些配方被烧结到1450°期间12，18，24和48小时C（表2）。另一方面，将压实载荷从13350 N增加到44500 N，以提高试样的压实度。 通过用粘结材料对这些产品进行表征得到的结果，我们可以看到，添加这些化合物并不是形成适当相的必要条件，然而，使用硅灰提供了颗粒大小的均匀性和更好的莫来石形成。亚博网站下载 另一方面，t商业AZS与实验室生产的AZS成分的比较分析(成分1:AZS= 43-37-20;成分2:AZS= 43-20-37)通过x射线衍射、扫描电镜、差热分析和静态测试对某商品砖进行了表征渗透和攻击熔融玻璃。静态试验在温度为1450ºC的气化炉[18]中进行4 h。 表2。阿兹修改作文。
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用13350 y 44500 N两种载荷压实这些组合物进行比较。 结果与讨论图1和图2分别给出了高氧化锆和低氧化锆两种成分的x射线衍射图。虽然在所有的情况下badeleyite，得到石英和刚玉（从原料）而没有耐火材料的特性，也被检测到锆石和莫来石的存在。亚博网站下载这些都是高耐火相，它们可以为最终产品提供优良的性能，因为众所周知，低ZrO含量的耐火相形成2在类似的时间和温度是可行的。这表明耐火相的形成与ZrO的含量无关2[19]。
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图1所示。成分1烧结至1450°C，负载13350 N。(B-badeleyite,Q-quartz, cr -方石英，c -刚玉，zs -锆石，m -莫来石)。 |
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图2。成分2烧结至1450C。(B-badeleyite, ZS-zircon, c -刚玉，q -石英，Cr-cristoballite和m -莫来石)。 |
另一方面，添加碳化物和氧化镁的配方没有表现出足够的行为，因为它们没有固结耐火基体和低熔点相的形成。通过对添加氧化镁的组合物的XRD谱图检测堇青石的形成，发现该产品熔点低(约1390ºC)，这是耐火材料在使用时的一个关键问题，因为其力学性能，如折光率和耐机械性能会降低。 烧结组合物的微观特征指示的SiO大晶粒的存在2(图3)。锆石的晶粒周围的存在是通过EDS（图4）检测到的，但是，在微观结构中的良好结合，未观察到，由于谷物和谷物，特性“针”的存在之间的分离的莫来石是不检测[20]。虽然在这些烧结条件、温度和次数下，我们可以找到耐火相，但这并不意味着得到的产品具有很好的物理性能。由于产品的颗粒大小分布不充分而压实不良，导致颗粒之间存在弱键;在低烧结温度下也能观察到。
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图3。组成1（1450°C) 18小时后，组织呈现SiO晶粒分离2． |
由于原原料(氧化铝、氧化锆、硅砂)因粒度不同而不亚博网站下载能生产出好的产品。硅砂的粒径大于氧化铝和氧化锆的粒径，然后进行一些修改，考虑[17]:
•粘结材料：粘土或亚博网站下载甲基纤维素（2％） •用硅灰(150 ~ 45µm)代替硅砂。 •压力从13350 N变化到44500 N 在这种情况下，石英容易与badeleyite结合生成锆石，游离石英倾向于在方石英中完全转化。添加粘接材料，如甲醇或粘土，不会改变相的形成，因亚博网站下载为这些材料只有助于产品的压实(图5和图6)。它们有助于颗粒间形成更好的键合，提高烧结性能。yabo214
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图4。组成4（1450°C）18小时，分离SiO晶粒的变化2(暗)和锆石形成(清)。 |
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图5。成分1在18 h内加入甲基硅和粘土，负载13350 N (B-badeleyite, C-刚玉，q -石英，zs -锆石，m -莫来石)，烧结至1450°C。 |
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图6。组合物1（43-37-20）：1450℃在18小时期间不添加甲基纤维素和粘土，负载13350和44500 N.（B-badeleyite，C-刚玉，ZS-锆石，M-莫来石）的。 |
图7为一个烧结过程模型，起始点为接触颗粒，初始键从点接触到高度变形界面。yabo214与烧结在尺寸触点生长，并且在初始阶段有表面积的广泛损失。作为孔结构变得圆润离散颗粒不太明显和烧结的中间阶段发生。yabo214其特征是管状、圆形孔隙结构，对致密表面开放;气体能通过开放的孔隙空间渗透。因此，许多烧结结构烧结到该阶段仅保留期望的孔结构[21]。
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图7。颗粒间键的模型作为陶瓷微结构是在烧结过程中发生转变。(a)松散粉末(开始粘合增长)。(b)初始阶段(孔隙体积收缩)。（C）中间阶段（晶界形成在触点）。（d）决赛阶段（毛孔变得平滑）． |
在评估改性成分的微观结构后，发现添加硅灰和压入44500 N的最佳结果，独立于添加粘结产品(图8和9)。
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图8。成份1:18 h，使用二氧化硅烟气可以提供的Al的晶粒之间的良好结合2O3.(黑暗的谷物)． |
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图9。成分1、18 h时，显微组织出现一些气孔。 |
原料的粒度非常重要，因为相同粒度的晶粒之间有良好的结合，有亚博网站下载助于相的形成，从而获得物理性能更好的最终产品[22,23]。这一事实可以通过与熔融玻璃接触的耐火材料的静态试验看到，对组合物1、2和商业产品;在Figure 10，我们可以看到所述静态试验后的三种组合物和它们指示的熔融玻璃的渗透。三种成分的显微分析表明，ZrO含量低的成分2具有良好的性能2由于熔融玻璃在热面(与玻璃接触的区域)有大约1.5 cm的穿透，因此在冷面(样品的另一个区域)没有穿透，这表明该成分具有良好的耐腐蚀性。
(一) 
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（C） |
图10。静态测试到1450°C在4小时内，(a)成分1:43-37-20，(b)成分4:43-37-20，(C)商业产品 |
我们可以看到无孔隙的显微组织和均匀的相分布对耐火相的良好性能和特征有指导作用。 新型Al的开发2O3.-ZrO2-SiO2（AZS）产物具有低的ZrO2允许具有良好力学性能和热性能的耐火材料;亚博网站下载因此AZS有20%的ZrO2有经济优势吗2是非常昂贵的，在商业产品的含量约为37%。 根据这些结果和讨论，我们提出了下一个结论。 结论•实验室生产的AZS耐火材料，ZrO含量低2，可以在与熔融玻璃接触放置侵蚀性的条件。 •对于难熔相的形成，建议使用粘结材料(甲亚博网站下载醇和粘土)和适当的压实原料。 •原料组分的粒度有助于相的形成，有助于获得耐火基体，这一特性对耐火陶瓷材料非常重要。亚博网站下载 •因此，采用低含量ZrO制备AZS耐火材料2可用于熔炼炉，具有良好的经济性。 确认作者感谢哈宾逊沃克耐火材料公司，S.A. de C.V.为实验数据提供了设施。 参考文献1.H. W. Hennicke，“耐火材料:传统或先进陶瓷”，Interceram，41.，[4](1992) 252 - 257。 2。W. D. Kingery, H. K. Bowen和D. R. Uhlmann，“陶瓷入门”，John Wiley&Sons，美国(1976)540-549页。 3.a.m. Alper，《高温氧化物》(High Temperature Oxides)。镁质，石灰和铬耐火材料，学术出版社。(1970) p . 143 - 148。 4。J. I. Duffy，“耐火材料”，Noyes数亚博网站下载据公司，美国(1980)180-181页。 5。H. Leupold, K. Santowski, Et Al.“提高硅耐火材料的抗碱侵蚀性能”亚博网站下载2状态”2o3.旋转水泥窑中温度高达1300°C的系统”，Interceram，(1984) 29-34。 6。N.桑坦德，拉丁美洲Siderurgia，361(1990)男童。 7。K. Lang，“用于玻璃熔炉的高强度硅质耐火材料”，玻璃，1995年7月254。 8。“腐蚀耐火材料孔隙率的研究”，《硅酸盐学报》。陶瓷。Soc。76.[5](1993) 1169 - 1176。 9.P. Robyn, J. Moreau，“容器玻璃炉上层结构用锆英石砖的实验室模拟试验”，玻璃，1995年7月，408。 10.J. C. Tribollet, H. Lagneaux，“AZS熔铸块在加热过程中的应力”，玻璃，7月(1995)251252。 11.G. Duvierre, B. Copet和M.A. Nelson，“熔铸AZS产品及其整体衍生产品在陶瓷工业中的应用”，美国陶瓷学会，熔融玻璃对材料的腐蚀，P. 105-129。亚博网站下载 12.J. Tirlocq和R. Dramais，“反应混合氧化物和它们的应用在玻璃工业的烧结”，二十八国际学术讨论会在耐火材料，亚琛（1986）426-435。 13。C. Mcgarry和T. Wehrenberg，“玻璃纤维熔炼炉的耐火材料”，玻璃，1989年11月459。 14。G. Duvierre和Y. Boussant-Roux，《融合氧化锆或融合AZS:哪个是最好的选择?》,陶瓷。Eng。科学。Proc。20.，[1]（1999）65-80。 15.S. Endo, K. Hamaoka和A. Ito，“氧化锆熔铸耐火材料”，玻璃，1990年3月，109-113。 16。D. W. Richerson，“现代陶瓷工程”。性能，加工和在设计中的使用”，Marcel Dekker, Inc。纽约(1982)。 17。I. Knizek，“洛杉矶Parámetros德Refractarios MoldeablesŸPREFABRICADOS”，巴罗墨西哥，S.A德C.V.，墨西哥（1989）7-12。 18。诺玛Alemana D.I.N.1069，（1931）。 19。T.加藤，K.市川，“玻璃纤维炉密集砖的发展”，二十八国际学术讨论会在耐火材料，亚琛（1986）388-407。 20.陈志刚，“纯莫来石粉体的均匀沉淀法”，《中国陶瓷学会学报》，18，(1998) 1145 - 1152。 21.R. German，“粒子堆积理论基础”，John Wiley&Sons，纽约(1996)1-13。 22.E. A. Thomas, D.G. Patel和W.T. Brandt，“用于玻璃加工的粘结AZS耐火材料”，《加拿大陶瓷学会学报》，53.，(1984) 51。 23.J. H.切斯特斯，“耐火材料。生产和属性”，钢铁研究所。伦敦（1973）P. 363-364。 详细联系方式
a . m .古斯曼
faculty de Ingeniería Mecánica y Eléctrica, Doctorado en Ingeniería de Materiales
Universidad Autónoma de Nuevo León 电子邮件:[电子邮件受保护] |
p·罗德里格斯
faculty de Ingeniería Mecánica y Eléctrica, Doctorado en Ingeniería de Materiales
Universidad Autónoma de Nuevo León
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e·塞利诺
哈比森沃克耐火材料，
S.A. de简历
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