|
|
|
|
特殊耐火材料的熔点在2000℃以上的氧化物很多,但除了高熔点外,还必须具备多种的高温性能和比较成熟的制造工艺,以及成本适合等特点,所以能大量用作特殊耐火材料的有Al2O3、、MgO、ZrO2、 CaO等,地壳藏量少价格昂贵的有La2O3 、CeO 、BeO、 ThO 、U2O3等, 两种是核燃料,只用于特殊需要。 一、氧化铝耐火材料制品 目前生产氧化铝特殊制品的主要原料是工业氧化铝,它是炼铝工业的中间产物,其真密度为3.60g·cm-3,矿物组成为 γ–Al2O3。 工业氧化铝系白色粉状料。一般制品的化学组成见表5-1。 表5-1 一般制品的化学组成 制品 Al2O3 SiO2 Fe2O3 Na2O 灼减 化学组成/% >98.5 ≤0.05 ≤0.03 <0.3 <1 制造特殊纯制品时,应采用Al2O3含量大于99.8%的原料,或由硫酸铝与硫酸氨制取的原料。 工业氧化铝难于烧结。为改善烧结温度,需将原料细粉碎并预烧,加入促进烧结的加入物。 工业氧化铝使用前应在1350~1600℃预烧,为加速γ-氧化铝向α-氧化铝转变的速度,加入3%的硼酸,以促进其更好地转变为α- Al2O3,并可降低预烧温度,缩短保温时间和提高原料纯度(原料中Na2O和H3BO3生成挥发性化合物硼酸钠一并跑掉)。缺点是烧后料变硬,不易细磨。 粉碎细度对坯体的烧结和再结晶起着重要作用。 对泥浆浇注薄壁制品的粒径小于2μm需占85%以上, 粒径不得超过5μm。实心浇注原件制品的粒径小于2μm者占70%左右。用作机压坯料的粒径小于2μm 的需占50%左右。 为了除掉粉碎过程中带入的铁,可用盐酸处理,经多次水洗后分离出白色的α-Al2O3 。再经干燥,打碎制成粉料。 根据制品的用途、性质、形状和尺寸,氧化铝制品可以采用下列方法成型。 (1)对于成型坩埚、管子类及其他中空制品应用水浮液在石膏模型内进行浇注成型。成型水分要求在20%~30%之间(PH值为6~7),为提高坯体的强度可在浆料中加入一些干硬物质如尿素、甲醛树脂等。 (2)大型制品可采用压制或气锤打法成型,此时氧化铝坯料年应含有不同粒度的瘠性物料,如烧结刚玉或电熔刚玉。采用这种方法成型需在Al2O3坯料中加入有机增塑剂,如糊精、工业糖浆、羧甲基纤维素(简称CMC)、聚醋酸乙烯酯、聚乙烯醇等。 混合好的坯料须经困料后(不少于48h)方可使用。 (3)对形态复杂尺寸小的制品,可采用热压注或挤压法成型。采用此种方法应在Al2O3中加入1%~2%的TiO2可使烧结温度从1680~1710℃降低到1550~1600℃。 MgO和MgF2也能促进Al2O3烧结,但对晶体长大有抑制作用。因此 ,当加入MgO和MgF2时,可得到微晶结构,这对制品的机械强度有利。 烧成后的制品需要进行加工和检验。 二、氧化镁耐火材料制品 工业上制取氧化镁主要从菱镁矿(MgCO3)、白云石(MgCO3·CaCO3)、水镁石 [Mg(OH)2]、泻利盐(MgSO4·7H2O)、硫酸镁石(MgSO4·H2O)、和氯化镁(MgCl2·6H2O)中提取。近年来,从海水中提取氧化镁也已达到大规模工业生产规模,这是取之不尽的来源。 为制得高纯氧化镁原料,须将上述原料再进行化学处理。通常将其溶于酸或水中,净化溶液,随后沉淀为镁的氢氧化物或碱式碳酸盐等, 经加热分解可得到纯的氧化镁原料。 把高纯氧化镁再经过电熔可制得无色透明的晶块,也是制造氧化镁制品的原料之一。 纯氧化镁的烧结能力决定于其制取方法、预烧温度、存在的杂质和加入物等。 预制得高纯度和高致密地的氧化镁制品,其原料 是氢氧化镁。在制造工艺中,不论何种来源的氧化镁原料可预先制得氢氧化镁,然后再经预烧以获得易烧结的氧化镁原料。 也有将氧化镁用酒精和矿物油拌和后压块,然后预烧。预烧后磨至需要的细度。 无论预烧温度高低,MgO可溶于酸中,因此 ,不能用钢球粉碎和用酸处理,可采用刚玉质球磨衬和刚玉质研体研磨。 氧化镁制品和氧化铝制品的生产工艺相似,但是在工艺过程中要防止水化和控制水化程度。 氧化镁制品按其化学性质是典型碱性耐火材料。由于它是对金属和碱性溶液有较强的 抗侵蚀能力,故可大量用作冶金容器。高纯氧化镁坩埚适于熔化高纯铁及其合金以及镍、铀、钍、锡、铝、铜、钴及其合金等,也可用来盛装熔融的氧化铝和铝盐。用氧化镁制得的热电偶保护管可用于测量超过2000℃度的高温。氧化镁制品还可用作高温炉炉衬。
|
|
|
|
|
|
|
|
|