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矽微粉在耐火澆注料的應用

2020-04-07

矽微粉添加到耐火澆注料中已成為改善產品性能的關鍵因素。 耐火澆注料的強度主要來自矽微粉廣泛使用之前使用的高鋁水泥。 高鋁水泥中CaO的質量分數高達5%-8%。 它對耐火澆注料在中等溫度下的性能影響很大。一方麵,高溫下低熔點的形成降低了耐火澆注料的高溫使用性能。 另一方麵,由於在高鋁水泥中需要CaO水合反應,因此水的使用量增加,導致可澆鑄的組織鬆散。 另外,中等溫度的高鋁水泥水合物的結晶形式發生變化,澆注料的強度降低,因此傳統的澆注料不能滿足工業需求。 通過使用超細粉末,高效分散劑和準確的顆粒分級等,可澆鑄物中的水泥量減少到7%以下,從而使高鋁水泥帶來的CaO質量分數小於2.5%  ,並將水消耗降低到4%〜7%,從而改善了澆鑄料的性能。 這就是未成型的耐火澆注料中所謂的矽微粉的重要性。

矽微粉是耐火澆注料的重要組成部分。矽微粉具有常規粉末所不具備的異常性質,以及它們的小尺寸效應,表麵界麵效應,量子尺寸效應和宏觀量子隧穿效應,特殊的光電特性,高磁阻現象,非線性電阻現象和高溫 它仍然具有高強度,高韌性和出色的穩定性的特點,為產品製造的各個行業帶來一係列優異的性能。

1.澆注料中矽微粉的相變

經過多年的驗證,發現SiO2超細粉與適當的分散劑一起使用並添加到澆鑄料中。 隨著矽微粉添加量的增加,係統的粘度大大降低,澆鑄料的流量增加。 這是由於矽細粉在水中的以下水合反應

H2SiO3水解形成以下膠束結構。膠束顆粒吸收其周圍的分散劑形成溶劑層,從而增加了係統的流動性。矽細粉的粒徑小,是明顯的球形顆粒,很容易進入澆鑄料。 由於介質中的間隙很小,矽細粉不僅具有良好的減水效果,而且可以增加耐火澆注料的密度,減少幹燥後殘留的孔隙率,並降低孔隙率,從而提高性能的澆鑄物。

二:矽粉對澆注料強度的影響

在添加矽細粉之後,耐火澆注料的抗壓強度在三個溫度階段發生了顯著變化。

①將初始強度在110°C下幹燥後,SiO2微粉的凝結和粘結以及水泥的水合和粘結賦予了樣品強度。

②經過中溫強度1100℃的熱處理後,由於SiO2微粉的細度和表麵活性以及CaO和其他雜質在鑄件中的熔解作用,降低了樣品的燒結溫度,使樣品在1200℃下進行了更多的熱處理。  1100℃具有很強的陶瓷結合力,因此強度要高於110℃幹燥後的強度:但由於燒結,水泥水合產物分解並排出水後留下的孔尚未完全消失,因此,表觀孔隙率 1100℃熱處理後的樣品110℃幹燥後表觀孔隙率增加。

③經過1450℃的高溫強度熱處理後,由於溫度升高並形成溫石棉,長石等CaO-AL2O3-SiO2低熔點相而進一步燒結樣品。此外,大部分SiO2 活性氧化鋁細粉反應形成莫來石。 這降低了樣品的表觀孔隙率,並進一步提高了強度。

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