陶瓷及耐火材料工藝學(xué)Ⅱ陶瓷及耐火材料工藝學(xué)ⅡProcessesofCeramicsandRefractory安徽工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院11/14/20221材料科學(xué)與工程學(xué)院

陶瓷及耐火材料工藝學(xué)Ⅱ陶瓷及耐火材料工藝學(xué)Ⅱ第三章硅酸鋁系耐火材料

RefractoriesofAl2O3-SiO2system

本章重點：

◆Al2O3-SiO2二元系統(tǒng)←結(jié)晶效應(yīng)

◆雜質(zhì)對Al2O3-SiO2二元系統(tǒng)的影響←玻璃效應(yīng)◆Al2O3-SiO2系制品的生產(chǎn)工藝◆Al2O3-SiO2系制品的性能11/14/20222材料科學(xué)與工程學(xué)院第三章硅酸鋁系耐火材料本章重點：11/11/202概況Al2O3-SiO2系耐火材料:硅質(zhì)、硅酸鋁質(zhì)、氧化鋁質(zhì)。

硅質(zhì)—SiO2：SiO2>93%硅酸鋁質(zhì)—Al2O3,SiO2半硅質(zhì)：

Al2O3:15~30%，酸性，略有膨脹（不定型耐火材料的膨脹劑）;

粘土質(zhì)：

Al2O3:30~46%（我國為48%），具有較高的高溫性能，適應(yīng)性強；陶瓷的主要原料;高鋁質(zhì)：

Al2O3:>46%，（又可分為I、II、III等三等，耐火度和熱震性隨A3S2、Al2O3量變化；氧化鋁質(zhì)—Al2O3：

Al2O3>95%

11/14/20223材料科學(xué)與工程學(xué)院概況Al2O3-SiO2系耐火材料:硅質(zhì)、硅酸鋁質(zhì)、氧按晶相組成可以分為：莫來石質(zhì)、剛玉質(zhì)、剛玉-莫來石質(zhì)。應(yīng)用：冶金工業(yè)（高爐、熱風(fēng)爐、蓄熱室、加熱爐、均熱爐、退火爐及鑄錠系統(tǒng)等）、建材工業(yè)、機械工業(yè)、石油化工工業(yè)、動力工業(yè)以及輕工業(yè)等。11/14/20224材料科學(xué)與工程學(xué)院按晶相組成可以分為：莫來石質(zhì)、剛玉質(zhì)、11/11/2072~78%可分為兩個子二元系：

α-Al2O3-A3S2A3S2-SiO2§

3.1Al2O3-SiO2系相組成情況一、Al2O3-SiO2二元系的情況2050172311/14/20225材料科學(xué)與工程學(xué)院72~78%可分為兩個子二元系：§3.1Al2O3-Si1、Al2O3/SiO2的連續(xù)變化，可以生產(chǎn)出剛玉質(zhì)、I、II、III等高鋁質(zhì)，粘土質(zhì)、半硅質(zhì)、硅質(zhì)耐火材料；2、莫來石組成為產(chǎn)品種類明顯變化的分界線；莫來石組成：Al2O3：71.8%,SiO2：28.2%熔點：1850℃

實際上,莫來石組成不固定,Al2O3：72-78%

3、Al2O3/SiO2

>莫來石組成的高鋁磚（特等、一等和高二等）、剛玉磚基本晶相組成為：莫來石、剛玉或剛玉。

Al2O3/SiO2

<莫來石組成的高鋁磚（低二等、三等）、粘土磚、半硅磚和硅磚基本晶相組成為：SiO2

、莫來石或SiO2。11/14/20226材料科學(xué)與工程學(xué)院1、Al2O3/SiO2的連續(xù)變化，可以生產(chǎn)出剛玉質(zhì)、I制品名稱Al2O3含量，%主要礦相化學(xué)性質(zhì)硅質(zhì)＞93%(SiO2)鱗石英、方石英殘余石英、玻璃相酸性半硅質(zhì)15~30石英變體、莫來石、玻璃體半酸性粘土30~46莫來石~50%）石英變體、玻璃體弱酸性Ⅲ等高鋁磚46~60莫來石（60~70%）石英變體、玻璃體弱酸性Ⅱ等高鋁磚60~75莫來石、少量剛玉、玻璃體弱酸性Ⅰ等高鋁磚75莫來石、剛玉、少量玻璃體似中性剛玉磚95~99剛玉、少量玻璃體中性表Al2O3-SiO2系耐火材料的分類及主要礦相11/14/20227材料科學(xué)與工程學(xué)院制品名稱Al2O3含量，%主要礦相化學(xué)性質(zhì)硅質(zhì)＞93%(Si①SiO2與莫來石之間有一低共熔點(1587±10℃),共溶組成為Al2O3：5.5%,SiO2：94.5%.

E1點距SiO2一側(cè)很近,如果在SiO2中加入1%的Al2O3,根據(jù)杠桿規(guī)則,在1587℃將會產(chǎn)生1:5.5=18.2%的液相.所以,硅磚中要防止Al2O3混入.②1587~1700℃，液相線較陡（說明液相增加速度慢）;1700℃以上，液相線較平（說明液相增加速度較快）*以上說明：粘土制品的荷重軟化開始溫度低，荷重軟化溫度范圍寬。4、A3S2-SiO2子系統(tǒng)11/14/20228材料科學(xué)與工程學(xué)院①SiO2與莫來石之間有一低共熔點(1587±10℃),共溶5Al2O3-A3S2子體系5、結(jié)論：固液相數(shù)量及其比例、共熔溫度、及液相隨溫度升高的增長速度決定制品的高溫性能。

A3S2熔點為1850℃，Al2O3：2050℃以及低共熔點1840℃，都很高，因此莫來石和剛玉質(zhì)的耐火材料性能優(yōu)良。

Al2O3含量高，則剛玉生成量越高，使液相生成溫度越高。11/14/20229材料科學(xué)與工程學(xué)院5Al2O3-A3S2子體系5、結(jié)論：A3S2SiO2-Al2O3系組成與耐火度間的關(guān)系11/14/202210材料科學(xué)與工程學(xué)院SiO2-Al2O3系組成與耐火度間的關(guān)系11/11/202本節(jié)重點：

◆

SiO2變體及晶型轉(zhuǎn)變

◆鱗石英的熔點及結(jié)晶特性◆礦化劑的選擇原則及其種類◆硅磚的生產(chǎn)工藝及其性能

3.2硅質(zhì)耐火材料

RefractoriesofSiO2system

11/14/202211材料科學(xué)與工程學(xué)院本節(jié)重點：3.2硅質(zhì)耐火材料11/11/20221

簡介:

定義:

以SiO2為主要成分（93-98%）的耐火制品,包括硅磚、特種硅磚、石英玻璃及其制品。分類:普通硅磚高密度硅磚→超高密度硅磚

一、定義及分類

11/14/202212材料科學(xué)與工程學(xué)院

簡介:定義:以SiO2為主要成分（93-9

普通硅磚高密度硅磚超高密度硅磚耐火度（SK）321/23332真比重2.3092.3112.302顯比重2.302.302.26體積密度g/cm3

1.801.851.93顯氣孔率％21.619.514.6透氣度cc/Sec0.1210.1030.035常溫耐壓強度MPa606295抗折強度MPa室溫1919.921.1高溫1480℃55.511.6常溫彈性模數(shù)MPa1.301.351.76熱膨脹率1000℃，％1.171.201.18重?zé)冃?450℃×2h，％000荷重軟化點T1

℃162016301630熱傳導(dǎo)率Kcal/m·h·℃350℃1.391.61800℃1.661.96不同密度硅磚物理性能對比

11/14/202213材料科學(xué)與工程學(xué)院普通硅磚高密度硅磚超高密度硅磚耐火度（SK）32

不同密度硅磚化學(xué)礦物組成對比普通硅磚高密度硅磚超高密度硅磚化學(xué)成分％LOI0.180.140.16SiO2

95.6095.8596.06TiO2

0.100.070.07Al2O3

0.950.960.85Fe2O3

0.550.590.54CaO2.002.101.96MgO0.060.060.15Na2O0.060.080.07K2O0.180.100.14礦物組成％石英＜1＜1＜1鱗石英636153方石英18212611/14/202214材料科學(xué)與工程學(xué)院不同密度硅磚化學(xué)礦物組成對比普通硅磚高密度硅15

中國LPBG-96

中國LBG-96

德國DIDER

日本旭硝子

美國VEGA

英國皮爾金頓

SiO2％97.6

96.54

95.9

98.5

95.64

96.18

Fe2O3％0.35

0.67

0.48

0.9

0.71

0.52

熔融指數(shù)％（Al2O3+2R2O）0.35

0.41

0.54

0.64

0.39

真密度g/cm3

2.33

2.33

2.32

2.33

2.32

2.33

顯氣孔率％17

18

21.7

20

20.3

22

常溫耐壓強度MPa45

38

32

35.6

56.8

0.2MPa荷重軟化開始溫度℃

1690

1680

1680

1675

1690

1680

重?zé)€變化率1450℃×2h％

+0.2

+0.1

+0.19

方石英％

55

35～40

55

殘余石英％

2

0

3～5

優(yōu)質(zhì)硅磚的理化性能

11/14/202215材料科學(xué)與工程學(xué)院15中國中國德國日本美國英國SiO2％97二、特點①對酸性爐渣抵抗力強，但受堿性渣強烈侵蝕，對CaO、FeO、Fe2O3等氧化物有良好的抵抗性；②荷重變形溫度高，波動在1640一1680℃間，接近鱗石英、方石英的熔點(1670℃、1713℃)；③熱震穩(wěn)定性低，其次是耐火度不高，這限制了廣泛應(yīng)用。11/14/202216材料科學(xué)與工程學(xué)院二、特點①對酸性爐渣抵抗力強，但受堿性渣強烈侵蝕，對CaO、應(yīng)用于：—焦?fàn)t、熱風(fēng)爐、玻璃熔窯、隧道窯的拱頂、各種窯爐的架子磚等。11/14/202217材料科學(xué)與工程學(xué)院應(yīng)用于：11/11/202217材料科學(xué)與工程學(xué)院§3.2.1硅磚生產(chǎn)的物理化學(xué)原理

一、SiO2的同質(zhì)多晶轉(zhuǎn)變SiO2的晶型轉(zhuǎn)變105011/14/202218材料科學(xué)與工程學(xué)院§3.2.1硅磚生產(chǎn)的物理化學(xué)原理一、SSiO2不同變體間轉(zhuǎn)變時的體積變化互變性轉(zhuǎn)變體積變化，%轉(zhuǎn)變溫度，℃轉(zhuǎn)變方式β-石英→α-石英+0.82573位移型轉(zhuǎn)變γ-鱗石英→β-鱗石英+0.28117β-鱗石英→α-鱗石英+0.2163β-方石英→α-方石英+2.8180~270α-石英→α-鱗石英+12.7870重建型轉(zhuǎn)變α-石英→α-方石英+17.41200~1350α-鱗石英→α-方石英+4.71470α-方石英→熔體+0.11713熔融石英→α-方石英-0.4~120011/14/202219材料科學(xué)與工程學(xué)院SiO2不同變體間轉(zhuǎn)變時的體積變化互變性轉(zhuǎn)變體積變化，%轉(zhuǎn)變變體名稱穩(wěn)定溫度，℃晶系結(jié)晶習(xí)性常溫下真比重熔點，℃β-石英＜573三方柱狀2.6511600α-石英573~870六方2.533γ-鱗石英常溫~117斜方矛頭狀雙晶2.27~2.35（天然）2.262~2.285（人工）1670β-鱗石英117~163六方2.24α-鱗石英870~1470六方蜂窩狀結(jié)構(gòu)2.228β-方石英180~270斜方2.33~2.34（天然）2.31~2.32（人工）1730α-方石英1470~1713等軸2.229石英玻璃＜1713非晶質(zhì)2.203SiO2變體的性質(zhì)11/14/202220材料科學(xué)與工程學(xué)院變體名稱穩(wěn)定溫度，℃晶系結(jié)晶習(xí)性常溫下真比重熔點，℃β-石英磷石英具有較高的體積穩(wěn)定性?。?1/14/202221材料科學(xué)與工程學(xué)院磷石英具有較高的體積穩(wěn)定性??！11/11/202221材料科

純SiO2變體的△G-T圖

11/14/202222材料科學(xué)與工程學(xué)院純SiO2變體的△G-T圖11/11/202鱗石英矛頭雙晶（熔點1670℃）11/14/202223材料科學(xué)與工程學(xué)院鱗石英矛頭雙晶（熔點1670℃）11/11/202223材料鱗石英雙晶(N1×100)石英粒狀晶體的斷口形貌11/14/202224材料科學(xué)與工程學(xué)院鱗石英雙晶(N1×100)石英粒狀晶體的斷口形貌11/1然界中，各種硅石所含的石英一般均為

β-石英，至于鱗石英、方石英則很少。

①方石英的熔點1723℃、鱗石英是1670℃、而石英是1600℃，但鱗石英具有較高的體積穩(wěn)定性；

②硅磚中鱗石英具有特殊的結(jié)構(gòu)，矛頭狀雙晶相互交錯的網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)，形成結(jié)晶網(wǎng)絡(luò)，能獲得堅強的骨架；因而使磚具有較高的荷重軟化點及機械強度；

③不易熔于液相，這就使制品不因液相的出現(xiàn)而發(fā)生變形，只有溫度達到鱗石英的熔點，破壞了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，制品才被壓潰。為什么在硅磚的生產(chǎn)過程中，β-石英轉(zhuǎn)化成鱗石英的量越多越好？

11/14/202225材料科學(xué)與工程學(xué)院然界中，各種硅石所含的石英一般均為β-石英1、作用是加速石英在燒成時轉(zhuǎn)變?yōu)榈兔芏鹊淖凅w(鱗石英和方石英)而不顯著降低其耐火度。它還能防止磚坯燒成時因發(fā)生急劇膨脹而產(chǎn)生的松散和開裂。

注：制品松散、開裂的原因：在礦化劑很少或幾乎沒有時，α-石英轉(zhuǎn)變α-方石英（干轉(zhuǎn)化）。在干轉(zhuǎn)化時，由于磚體的不均勻的體積膨脹很大，而又無液相緩沖應(yīng)力。因而引起制品結(jié)構(gòu)松散和開裂，不可能制得良好性能的制品。二、礦化劑11/14/202226材料科學(xué)與工程學(xué)院1、作用二、礦化劑11/11/202226材料科學(xué)與工程學(xué)院2、影響礦化劑作用的因素

取決于所加礦化劑與磚坯中硅氧在高溫時所形成熔液的數(shù)量和性質(zhì)，即液相開始形成的溫度，液相的數(shù)量、粘度、潤濕能力和結(jié)構(gòu)等。①共熔溫度：愈低，愈有利于燒成中形成的方石英通過液相向鱗石英轉(zhuǎn)變，礦化劑作用愈強，磷石英愈多，晶粒愈大。如；

CaO-Al2O3-SiO2：117011/14/202227材料科學(xué)與工程學(xué)院2、影響礦化劑作用的因素11/11/202227材料科學(xué)與工②液相的結(jié)晶能力（液相是否易被SiO2所飽和）

含Li2O、Na2O、FeO、MnO等氧化物的液相易被SiO2飽和，具有高的結(jié)晶能力，是強礦化劑。③液相黏度和潤濕能力（溶解速度）

黏度：

擴散速度和液相的粘度有關(guān)，以堿金屬氧化物作礦化劑時，所得液相的粘度最小，鱗石英化程度也最高。二價氧化物次之。注：當(dāng)用復(fù)合氧化物為礦化劑時，在SiO2含量相同，則所得液相的粘度比只用其中一種氧化物的小，因而能增強礦化作用。

潤濕能力：與所加氧化物的陽離子半徑及電荷有關(guān)。陽離子的電荷大，半徑小的氧化物潤濕能力強，因此化能力也強。11/14/202228材料科學(xué)與工程學(xué)院②液相的結(jié)晶能力（液相是否易被SiO2所飽和）11/11/2④液相的結(jié)構(gòu)：

若液相的原子比O：Si約為2.1~2.5時含有大量的二氧化硅四面體的陰離子絡(luò)合物，其近程次序和“α-鱗石英的晶格結(jié)構(gòu)相近，則將從液相中強烈析出鱗石英?！嗟V化作用以堿金屬最強，F(xiàn)eO、MnO次之，CaO、MnO較差。11/14/202229材料科學(xué)與工程學(xué)院④液相的結(jié)構(gòu)：11/11/202229材料科學(xué)與工程學(xué)院3、礦化劑的選擇原則

①與SiO2作用,并在不太高的溫度下形成液相,且對制品的耐火度降低不大;②能夠形成足夠的液相,液相應(yīng)具有低的黏度及大的潤濕石英的能力,且數(shù)量隨溫度的改變不大;③在制磚過程中,礦化劑分布應(yīng)均勻,不具水溶性;④經(jīng)濟、溶液制備容易、便于生產(chǎn)控制。11/14/202230材料科學(xué)與工程學(xué)院3、礦化劑的選擇原則11/11/202230材料科學(xué)與工程學(xué)即:*有二液區(qū)；

**形成液相溫度＜1470℃（鱗石英的最高穩(wěn)定溫度）11/14/202231材料科學(xué)與工程學(xué)院即:*有二液區(qū)；11/11/202231材料科11/14/202232材料科學(xué)與工程學(xué)院11/11/202232材料科學(xué)與工程學(xué)院含SiO2的二元系統(tǒng)類型有二液區(qū)

CaO-SiO2

FeO-SiO2

MgO-SiO2

TiO2-SiO2

Cr2O3-SiO2

不含二液區(qū)

Al2O3-SiO2

Na2O-SiO2

K2O-SiO2

11/14/202233材料科學(xué)與工程學(xué)院含SiO2的二元系統(tǒng)類型有二液區(qū)不含二液區(qū)11/11/2

CaO-SiO2系

∵液化溫度1707℃，二液區(qū)寬度1-27.5CaO，二元共熔點1436℃∴CaO可用作礦化劑；硅磚可以單獨吸收27.5%CaO而不致崩潰。

27.511/14/202234材料科學(xué)與工程學(xué)院CaO-SiO2系∵液化溫度1707℃，二液區(qū)寬度1-FeO-SiO2系

∵液化溫度1698℃，二液區(qū)寬度3-42FeO，二元共熔點1178℃

∴FeO能用作礦化劑；硅磚可以單獨吸收42%FeO而不致崩潰。42311/14/202235材料科學(xué)與工程學(xué)院FeO-SiO2系∵液化溫度1698℃，二液區(qū)寬度3-42

MgO-SiO2系

∵液化溫度1695（1723）℃，二液區(qū)寬度3-42MgO，二元共熔點1543℃。

∴MgO不能用作礦化劑

11/14/202236材料科學(xué)與工程學(xué)院MgO-SiO2系∵液化溫度1695（1723）℃，TiO2-SiO2系

∵液化溫度1780（1794）℃，二液區(qū)寬度18-92TiO2（偏向TiO2），二元共熔點1553℃

∴TiO2不能用作礦化劑

11/14/202237材料科學(xué)與工程學(xué)院TiO2-SiO2系∵液化溫度1780（1794）℃，二Cr2O3-SiO2系

∵液化溫度2250℃，二液區(qū)寬度5-98Cr2O3，二元共熔點1720℃。

∴Cr2O3不能用作礦化劑11/14/202238材料科學(xué)與工程學(xué)院Cr2O3-SiO2系∵液化溫度2250℃，11/11CaO-FeO-SiO2系∵CaO-SiO2、FeO-SiO2都有二液區(qū)，由兩個含二液區(qū)的二元系統(tǒng)構(gòu)成的三元系統(tǒng)，仍然保持著二液區(qū)。

∴CaO-FeO可作為礦化劑；硅磚可以同時吸收不同比例的CaO和FeO。

11/14/202239材料科學(xué)與工程學(xué)院CaO-FeO-SiO2系∵CaO-SiO2、FeO-SiAl2O3-SiO2系

∵加入5.5%Al2O3，液化溫度由1723℃降到3Al2O3·2SiO2-SiO2共晶點1595℃，并且無二液區(qū)。

∴Al2O3不能用作礦化劑

5.511/14/202240材料科學(xué)與工程學(xué)院Al2O3-SiO2系∵加入5.5%Al2O3，液化溫度Na2O-SiO2系

∵加入6.5%Na2O，液化溫度下降到1600℃，25%Na2O，液化溫度降到Na2O·SiO2-SiO2共晶點789℃，并且無二液區(qū)。

∴Na2O不能用作礦化劑;Na2O也是有害雜質(zhì)。

256.511/14/202241材料科學(xué)與工程學(xué)院Na2O-SiO2系∵加入6.5%Na2O，液化溫度下所以,生產(chǎn)中常用的礦化劑是:

CaO、FeO、MnO。①對硅質(zhì)原料耐火度降低不大，溫度升高，液相量增加緩慢；②使泥料具有結(jié)合性和可塑性；③干燥后坯體具有一定的強度；④燒成時起礦化劑作用，促進石英轉(zhuǎn)化。目前生產(chǎn)中采用：石灰-鐵質(zhì)（

CaO+FeO）減少制品裂紋。主要用軋鋼皮（鐵鱗）引入。要求：Fe2O3+FeO>90%加入量<3-4%11/14/202242材料科學(xué)與工程學(xué)院所以,生產(chǎn)中常用的礦化劑是:減少制品裂不同礦化劑對石英轉(zhuǎn)化率的影響CaO-氟化物85%66%11/14/202243材料科學(xué)與工程學(xué)院不同礦化劑對石英轉(zhuǎn)化率的影響CaO-氟化物85%66%11/三、與硅磚有關(guān)的物系

Na2O（K2O）-SiO2雜質(zhì)作用Al2O3-SiO2雜質(zhì)作用Na2O(K2O)-A12O3-SiO2耐火度↓↓

優(yōu)質(zhì)硅磚要求：

CaO≤3％（A12O3十TiO2十R2O）≤0.5％R2O-Al2O3-SiO2系11/14/202244材料科學(xué)與工程學(xué)院三、與硅磚有關(guān)的物系Na2O（K2O）-SiO

B:1%Al2O3,2%CaO,97%SiO2B’:0.5%Al2O3,2%CaO,97.5%SiO2Al2O3-CaO-SiO2系11/14/202245材料科學(xué)與工程學(xué)院B:1%Al2O3,2%CaO,97%SiO2B’2007-5-20

Al2O3-CaO-SiO2系

B:1%Al2O3、2%CaO、97%SiO2

L1600=(SiO2-B)×100%/（SiO2-C）≈15.3%S1600=(B-C)×100%/（SiO2-C）≈84.5%

B’:0.5%Al2O3、2%CaO、97.5%SiO2L1600=(SiO2-B’)×100%/(SiO2–C’)≈10.9%S1600=(B’-C’)×100%/（SiO2-C’)≈89.1%

11/14/202246材料科學(xué)與工程學(xué)院2007-5-20Al2O3-CaO-SiO2系

A12O3對硅磚有嚴重影響11/14/202247材料科學(xué)與工程學(xué)院A12O3對硅磚有嚴重影響11/11/202247材料

Na2O（K2O）-SiO2雜質(zhì)作用Al2O3-SiO2雜質(zhì)作用Na2O(K2O)-A12O3-SiO2耐火度↓↓

優(yōu)質(zhì)硅磚要求：

CaO≤3％（A12O3十TiO2十R2O）≤0.5％R2O-Al2O3-SiO2系11/14/202248材料科學(xué)與工程學(xué)院Na2O（K2O）-SiO2§3.1.2硅磚生產(chǎn)工藝一、原料分類巖石分類顯微結(jié)構(gòu)和特征示例結(jié)晶硅石脈石英石英巖變質(zhì)石英巖石英砂晶粒很大，純凈，轉(zhuǎn)變困難晶粒較小，純凈，中速轉(zhuǎn)變晶粒受地殼壓力而發(fā)生扭曲，易轉(zhuǎn)變晶粒較大，純度不定吉林本溪包頭膠結(jié)硅石砂巖玉髓燧石巖以膠結(jié)石英為基質(zhì)的砂巖由玉髓組成以玉髓為基質(zhì)武漢山西1、硅質(zhì)原料11/14/202249材料科學(xué)與工程學(xué)院§3.1.2硅磚生產(chǎn)工藝一、原料分類巖石分類顯微結(jié)構(gòu)

2、廢硅磚：（≤20%）

①降低成本；②減少坯體的燒成收縮，降低燒成廢品率。

3、礦化劑：軋鋼皮（鐵鱗,Fe2O3+FeO>90%）、平爐渣、硫酸渣、軟錳礦等。4、結(jié)合劑：石灰乳、硅酸鹽水泥、亞硫酸紙漿廢液。11/14/202250材料科學(xué)與工程學(xué)院2、廢硅磚：（≤20%）11/11/202250材料科學(xué)◆

顆粒組成的選擇（結(jié)合劑少）臨界粒度:（顆粒大易壓碎、轉(zhuǎn)變時體積膨脹大而開裂.臨界粒度要小,一般為2~3mm）細粉數(shù)量（轉(zhuǎn)變時體積膨脹小、與礦化劑作用及燒結(jié)性增強）◆成型磚坯體積密度2.2-2.3g/cm3

磚模尺寸應(yīng)縮?。s尺）◆燒成

廢品率高——SiO2晶型轉(zhuǎn)變，體積變化——液相量較少（~10%）二、生產(chǎn)工藝要點

11/14/202251材料科學(xué)與工程學(xué)院◆顆粒組成的選擇（結(jié)合劑少）二、生產(chǎn)工藝要點11/11

≤150℃

自由水↑450－500℃Ca(OH)2分解，磚坯結(jié)合強度↓550－650℃β－石英→α－石英600－700℃CaO與SiO2的固相反應(yīng)開始，磚坯結(jié)合強度↑

2CaO＋SiO2→β－2CaO·SiO22CaO·SiO2＋SiO2→2（CaO·SiO2）

①燒成中主要物理化學(xué)變化11/14/202252材料科學(xué)與工程學(xué)院≤150℃自由水↑①燒成中

1000－1100℃生成固溶體(α－CaO·SiO2、

FeO·SiO2)

α－CaO·SiO2＋FeO·SiO2→[CaO·SiO2－FeO·SiO2]≥1200℃與雜質(zhì)如Al2O3、Na2O等作用形成液相（8－10％），潤濕石英顆粒，石英轉(zhuǎn)變速度↑。

1300－1350℃鱗石英和方石英↑

1350－1430℃鱗石英↑，方石英↓11/14/202253材料科學(xué)與工程學(xué)院11/11/202253材料科學(xué)與工程學(xué)院②燒成曲線的制訂

制訂原則:

石英的相變（石英β→α,α-石英→

α-方石英→

β-方石英）573℃1200℃300℃—原料的轉(zhuǎn)變速度（快速轉(zhuǎn)變升溫↓）—添加物的數(shù)量和性質(zhì)（液相多升溫↑）—磚塊的形狀大?。ù髩K及異型升溫↓）20－600℃20℃／小時（快）600－1100℃25℃／小時（最快）1100－1300℃10℃／小時1300－1350℃5℃／小時（慢）1350－1430℃2℃／小時（最慢）晶型轉(zhuǎn)變和體積變化集中在這一階段,所以生溫速度應(yīng)逐漸降低,并能緩慢勻速升溫弱還原氣氛11/14/202254材料科學(xué)與工程學(xué)院②燒成曲線的制訂制訂原則:晶型轉(zhuǎn)變和體積變化集中在三、性質(zhì)◆化學(xué)成分SiO2

Al2O3

Fe2O3

CaOR2O93-980.5-2.50.3-2.50.2-2.71-1.5◆礦物組成鱗石英方石英石英玻璃質(zhì)11/14/202255材料科學(xué)與工程學(xué)院三、性質(zhì)◆化學(xué)成分SiO2Al2O3Fe2O3Ca11/14/202256材料科學(xué)與工程學(xué)院11/11/202256材料科學(xué)與工程學(xué)院高密度高導(dǎo)熱硅磚

硅磚相組成：鱗石英、方石英、石英、玻璃相、氣孔提高熱導(dǎo)率的途徑：鱗石英含量↑，氣孔率↓—金屬氧化物，如CuO、Cu2O、TiO2、Fe2O3等—特殊硅石（Al2O3、R2O低）—添加含硅的物質(zhì)，如SiC、Si3N4、Si等硅鉻磚：抗氧化鐵和熔渣侵蝕性強硅鋯磚和硅堇青石磚：高熱震穩(wěn)定性硅碳化硅磚：高熱震穩(wěn)定性、耐磨性、熱導(dǎo)率§3.3特種硅磚降低熱導(dǎo)率11/14/202257材料科學(xué)與工程學(xué)院高密度高導(dǎo)熱硅磚硅鉻磚：抗氧化鐵和熔渣侵蝕性強§3.3作業(yè)：

影響致密硅磚性能的影響因素有哪些？請舉1－2個因素，說明原因。11/14/202258材料科學(xué)與工程學(xué)院作業(yè)：11/11/202258材料科學(xué)與工程學(xué)院

陶瓷及耐火材料工藝學(xué)Ⅱ陶瓷及耐火材料工藝學(xué)ⅡProcessesofCeramicsandRefractory安徽工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院11/14/202259材料科學(xué)與工程學(xué)院

陶瓷及耐火材料工藝學(xué)Ⅱ陶瓷及耐火材料工藝學(xué)Ⅱ第三章硅酸鋁系耐火材料

RefractoriesofAl2O3-SiO2system

本章重點：

◆Al2O3-SiO2二元系統(tǒng)←結(jié)晶效應(yīng)

◆雜質(zhì)對Al2O3-SiO2二元系統(tǒng)的影響←玻璃效應(yīng)◆Al2O3-SiO2系制品的生產(chǎn)工藝◆Al2O3-SiO2系制品的性能11/14/202260材料科學(xué)與工程學(xué)院第三章硅酸鋁系耐火材料本章重點：11/11/202概況Al2O3-SiO2系耐火材料:硅質(zhì)、硅酸鋁質(zhì)、氧化鋁質(zhì)。

硅質(zhì)—SiO2：SiO2>93%硅酸鋁質(zhì)—Al2O3,SiO2半硅質(zhì)：

Al2O3:15~30%，酸性，略有膨脹（不定型耐火材料的膨脹劑）;

粘土質(zhì)：

Al2O3:30~46%（我國為48%），具有較高的高溫性能，適應(yīng)性強；陶瓷的主要原料;高鋁質(zhì)：

Al2O3:>46%，（又可分為I、II、III等三等，耐火度和熱震性隨A3S2、Al2O3量變化；氧化鋁質(zhì)—Al2O3：

Al2O3>95%

11/14/202261材料科學(xué)與工程學(xué)院概況Al2O3-SiO2系耐火材料:硅質(zhì)、硅酸鋁質(zhì)、氧按晶相組成可以分為：莫來石質(zhì)、剛玉質(zhì)、剛玉-莫來石質(zhì)。應(yīng)用：冶金工業(yè)（高爐、熱風(fēng)爐、蓄熱室、加熱爐、均熱爐、退火爐及鑄錠系統(tǒng)等）、建材工業(yè)、機械工業(yè)、石油化工工業(yè)、動力工業(yè)以及輕工業(yè)等。11/14/202262材料科學(xué)與工程學(xué)院按晶相組成可以分為：莫來石質(zhì)、剛玉質(zhì)、11/11/2072~78%可分為兩個子二元系：

α-Al2O3-A3S2A3S2-SiO2§

3.1Al2O3-SiO2系相組成情況一、Al2O3-SiO2二元系的情況2050172311/14/202263材料科學(xué)與工程學(xué)院72~78%可分為兩個子二元系：§3.1Al2O3-Si1、Al2O3/SiO2的連續(xù)變化，可以生產(chǎn)出剛玉質(zhì)、I、II、III等高鋁質(zhì)，粘土質(zhì)、半硅質(zhì)、硅質(zhì)耐火材料；2、莫來石組成為產(chǎn)品種類明顯變化的分界線；莫來石組成：Al2O3：71.8%,SiO2：28.2%熔點：1850℃

實際上,莫來石組成不固定,Al2O3：72-78%

3、Al2O3/SiO2

>莫來石組成的高鋁磚（特等、一等和高二等）、剛玉磚基本晶相組成為：莫來石、剛玉或剛玉。

Al2O3/SiO2

<莫來石組成的高鋁磚（低二等、三等）、粘土磚、半硅磚和硅磚基本晶相組成為：SiO2

、莫來石或SiO2。11/14/202264材料科學(xué)與工程學(xué)院1、Al2O3/SiO2的連續(xù)變化，可以生產(chǎn)出剛玉質(zhì)、I制品名稱Al2O3含量，%主要礦相化學(xué)性質(zhì)硅質(zhì)＞93%(SiO2)鱗石英、方石英殘余石英、玻璃相酸性半硅質(zhì)15~30石英變體、莫來石、玻璃體半酸性粘土30~46莫來石~50%）石英變體、玻璃體弱酸性Ⅲ等高鋁磚46~60莫來石（60~70%）石英變體、玻璃體弱酸性Ⅱ等高鋁磚60~75莫來石、少量剛玉、玻璃體弱酸性Ⅰ等高鋁磚75莫來石、剛玉、少量玻璃體似中性剛玉磚95~99剛玉、少量玻璃體中性表Al2O3-SiO2系耐火材料的分類及主要礦相11/14/202265材料科學(xué)與工程學(xué)院制品名稱Al2O3含量，%主要礦相化學(xué)性質(zhì)硅質(zhì)＞93%(Si①SiO2與莫來石之間有一低共熔點(1587±10℃),共溶組成為Al2O3：5.5%,SiO2：94.5%.

E1點距SiO2一側(cè)很近,如果在SiO2中加入1%的Al2O3,根據(jù)杠桿規(guī)則,在1587℃將會產(chǎn)生1:5.5=18.2%的液相.所以,硅磚中要防止Al2O3混入.②1587~1700℃，液相線較陡（說明液相增加速度慢）;1700℃以上，液相線較平（說明液相增加速度較快）*以上說明：粘土制品的荷重軟化開始溫度低，荷重軟化溫度范圍寬。4、A3S2-SiO2子系統(tǒng)11/14/202266材料科學(xué)與工程學(xué)院①SiO2與莫來石之間有一低共熔點(1587±10℃),共溶5Al2O3-A3S2子體系5、結(jié)論：固液相數(shù)量及其比例、共熔溫度、及液相隨溫度升高的增長速度決定制品的高溫性能。

A3S2熔點為1850℃，Al2O3：2050℃以及低共熔點1840℃，都很高，因此莫來石和剛玉質(zhì)的耐火材料性能優(yōu)良。

Al2O3含量高，則剛玉生成量越高，使液相生成溫度越高。11/14/202267材料科學(xué)與工程學(xué)院5Al2O3-A3S2子體系5、結(jié)論：A3S2SiO2-Al2O3系組成與耐火度間的關(guān)系11/14/202268材料科學(xué)與工程學(xué)院SiO2-Al2O3系組成與耐火度間的關(guān)系11/11/202本節(jié)重點：

◆

SiO2變體及晶型轉(zhuǎn)變

◆鱗石英的熔點及結(jié)晶特性◆礦化劑的選擇原則及其種類◆硅磚的生產(chǎn)工藝及其性能

3.2硅質(zhì)耐火材料

RefractoriesofSiO2system

11/14/202269材料科學(xué)與工程學(xué)院本節(jié)重點：3.2硅質(zhì)耐火材料11/11/20221

簡介:

定義:

以SiO2為主要成分（93-98%）的耐火制品,包括硅磚、特種硅磚、石英玻璃及其制品。分類:普通硅磚高密度硅磚→超高密度硅磚

一、定義及分類

11/14/202270材料科學(xué)與工程學(xué)院

簡介:定義:以SiO2為主要成分（93-9

普通硅磚高密度硅磚超高密度硅磚耐火度（SK）321/23332真比重2.3092.3112.302顯比重2.302.302.26體積密度g/cm3

1.801.851.93顯氣孔率％21.619.514.6透氣度cc/Sec0.1210.1030.035常溫耐壓強度MPa606295抗折強度MPa室溫1919.921.1高溫1480℃55.511.6常溫彈性模數(shù)MPa1.301.351.76熱膨脹率1000℃，％1.171.201.18重?zé)冃?450℃×2h，％000荷重軟化點T1

℃162016301630熱傳導(dǎo)率Kcal/m·h·℃350℃1.391.61800℃1.661.96不同密度硅磚物理性能對比

11/14/202271材料科學(xué)與工程學(xué)院普通硅磚高密度硅磚超高密度硅磚耐火度（SK）32

不同密度硅磚化學(xué)礦物組成對比普通硅磚高密度硅磚超高密度硅磚化學(xué)成分％LOI0.180.140.16SiO2

95.6095.8596.06TiO2

0.100.070.07Al2O3

0.950.960.85Fe2O3

0.550.590.54CaO2.002.101.96MgO0.060.060.15Na2O0.060.080.07K2O0.180.100.14礦物組成％石英＜1＜1＜1鱗石英636153方石英18212611/14/202272材料科學(xué)與工程學(xué)院不同密度硅磚化學(xué)礦物組成對比普通硅磚高密度硅73

中國LPBG-96

中國LBG-96

德國DIDER

日本旭硝子

美國VEGA

英國皮爾金頓

SiO2％97.6

96.54

95.9

98.5

95.64

96.18

Fe2O3％0.35

0.67

0.48

0.9

0.71

0.52

熔融指數(shù)％（Al2O3+2R2O）0.35

0.41

0.54

0.64

0.39

真密度g/cm3

2.33

2.33

2.32

2.33

2.32

2.33

顯氣孔率％17

18

21.7

20

20.3

22

常溫耐壓強度MPa45

38

32

35.6

56.8

0.2MPa荷重軟化開始溫度℃

1690

1680

1680

1675

1690

1680

重?zé)€變化率1450℃×2h％

+0.2

+0.1

+0.19

方石英％

55

35～40

55

殘余石英％

2

0

3～5

優(yōu)質(zhì)硅磚的理化性能

11/14/202273材料科學(xué)與工程學(xué)院15中國中國德國日本美國英國SiO2％97二、特點①對酸性爐渣抵抗力強，但受堿性渣強烈侵蝕，對CaO、FeO、Fe2O3等氧化物有良好的抵抗性；②荷重變形溫度高，波動在1640一1680℃間，接近鱗石英、方石英的熔點(1670℃、1713℃)；③熱震穩(wěn)定性低，其次是耐火度不高，這限制了廣泛應(yīng)用。11/14/202274材料科學(xué)與工程學(xué)院二、特點①對酸性爐渣抵抗力強，但受堿性渣強烈侵蝕，對CaO、應(yīng)用于：—焦?fàn)t、熱風(fēng)爐、玻璃熔窯、隧道窯的拱頂、各種窯爐的架子磚等。11/14/202275材料科學(xué)與工程學(xué)院應(yīng)用于：11/11/202217材料科學(xué)與工程學(xué)院§3.2.1硅磚生產(chǎn)的物理化學(xué)原理

一、SiO2的同質(zhì)多晶轉(zhuǎn)變SiO2的晶型轉(zhuǎn)變105011/14/202276材料科學(xué)與工程學(xué)院§3.2.1硅磚生產(chǎn)的物理化學(xué)原理一、SSiO2不同變體間轉(zhuǎn)變時的體積變化互變性轉(zhuǎn)變體積變化，%轉(zhuǎn)變溫度，℃轉(zhuǎn)變方式β-石英→α-石英+0.82573位移型轉(zhuǎn)變γ-鱗石英→β-鱗石英+0.28117β-鱗石英→α-鱗石英+0.2163β-方石英→α-方石英+2.8180~270α-石英→α-鱗石英+12.7870重建型轉(zhuǎn)變α-石英→α-方石英+17.41200~1350α-鱗石英→α-方石英+4.71470α-方石英→熔體+0.11713熔融石英→α-方石英-0.4~120011/14/202277材料科學(xué)與工程學(xué)院SiO2不同變體間轉(zhuǎn)變時的體積變化互變性轉(zhuǎn)變體積變化，%轉(zhuǎn)變變體名稱穩(wěn)定溫度，℃晶系結(jié)晶習(xí)性常溫下真比重熔點，℃β-石英＜573三方柱狀2.6511600α-石英573~870六方2.533γ-鱗石英常溫~117斜方矛頭狀雙晶2.27~2.35（天然）2.262~2.285（人工）1670β-鱗石英117~163六方2.24α-鱗石英870~1470六方蜂窩狀結(jié)構(gòu)2.228β-方石英180~270斜方2.33~2.34（天然）2.31~2.32（人工）1730α-方石英1470~1713等軸2.229石英玻璃＜1713非晶質(zhì)2.203SiO2變體的性質(zhì)11/14/202278材料科學(xué)與工程學(xué)院變體名稱穩(wěn)定溫度，℃晶系結(jié)晶習(xí)性常溫下真比重熔點，℃β-石英磷石英具有較高的體積穩(wěn)定性?。?1/14/202279材料科學(xué)與工程學(xué)院磷石英具有較高的體積穩(wěn)定性??！11/11/202221材料科

純SiO2變體的△G-T圖

11/14/202280材料科學(xué)與工程學(xué)院純SiO2變體的△G-T圖11/11/202鱗石英矛頭雙晶（熔點1670℃）11/14/202281材料科學(xué)與工程學(xué)院鱗石英矛頭雙晶（熔點1670℃）11/11/202223材料鱗石英雙晶(N1×100)石英粒狀晶體的斷口形貌11/14/202282材料科學(xué)與工程學(xué)院鱗石英雙晶(N1×100)石英粒狀晶體的斷口形貌11/1然界中，各種硅石所含的石英一般均為

β-石英，至于鱗石英、方石英則很少。

①方石英的熔點1723℃、鱗石英是1670℃、而石英是1600℃，但鱗石英具有較高的體積穩(wěn)定性；

②硅磚中鱗石英具有特殊的結(jié)構(gòu)，矛頭狀雙晶相互交錯的網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)，形成結(jié)晶網(wǎng)絡(luò)，能獲得堅強的骨架；因而使磚具有較高的荷重軟化點及機械強度；

③不易熔于液相，這就使制品不因液相的出現(xiàn)而發(fā)生變形，只有溫度達到鱗石英的熔點，破壞了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，制品才被壓潰。為什么在硅磚的生產(chǎn)過程中，β-石英轉(zhuǎn)化成鱗石英的量越多越好？

11/14/202283材料科學(xué)與工程學(xué)院然界中，各種硅石所含的石英一般均為β-石英1、作用是加速石英在燒成時轉(zhuǎn)變?yōu)榈兔芏鹊淖凅w(鱗石英和方石英)而不顯著降低其耐火度。它還能防止磚坯燒成時因發(fā)生急劇膨脹而產(chǎn)生的松散和開裂。

注：制品松散、開裂的原因：在礦化劑很少或幾乎沒有時，α-石英轉(zhuǎn)變α-方石英（干轉(zhuǎn)化）。在干轉(zhuǎn)化時，由于磚體的不均勻的體積膨脹很大，而又無液相緩沖應(yīng)力。因而引起制品結(jié)構(gòu)松散和開裂，不可能制得良好性能的制品。二、礦化劑11/14/202284材料科學(xué)與工程學(xué)院1、作用二、礦化劑11/11/202226材料科學(xué)與工程學(xué)院2、影響礦化劑作用的因素

取決于所加礦化劑與磚坯中硅氧在高溫時所形成熔液的數(shù)量和性質(zhì)，即液相開始形成的溫度，液相的數(shù)量、粘度、潤濕能力和結(jié)構(gòu)等。①共熔溫度：愈低，愈有利于燒成中形成的方石英通過液相向鱗石英轉(zhuǎn)變，礦化劑作用愈強，磷石英愈多，晶粒愈大。如；

CaO-Al2O3-SiO2：117011/14/202285材料科學(xué)與工程學(xué)院2、影響礦化劑作用的因素11/11/202227材料科學(xué)與工②液相的結(jié)晶能力（液相是否易被SiO2所飽和）

含Li2O、Na2O、FeO、MnO等氧化物的液相易被SiO2飽和，具有高的結(jié)晶能力，是強礦化劑。③液相黏度和潤濕能力（溶解速度）

黏度：

擴散速度和液相的粘度有關(guān)，以堿金屬氧化物作礦化劑時，所得液相的粘度最小，鱗石英化程度也最高。二價氧化物次之。注：當(dāng)用復(fù)合氧化物為礦化劑時，在SiO2含量相同，則所得液相的粘度比只用其中一種氧化物的小，因而能增強礦化作用。

潤濕能力：與所加氧化物的陽離子半徑及電荷有關(guān)。陽離子的電荷大，半徑小的氧化物潤濕能力強，因此化能力也強。11/14/202286材料科學(xué)與工程學(xué)院②液相的結(jié)晶能力（液相是否易被SiO2所飽和）11/11/2④液相的結(jié)構(gòu)：

若液相的原子比O：Si約為2.1~2.5時含有大量的二氧化硅四面體的陰離子絡(luò)合物，其近程次序和“α-鱗石英的晶格結(jié)構(gòu)相近，則將從液相中強烈析出鱗石英。∴礦化作用以堿金屬最強，F(xiàn)eO、MnO次之，CaO、MnO較差。11/14/202287材料科學(xué)與工程學(xué)院④液相的結(jié)構(gòu)：11/11/202229材料科學(xué)與工程學(xué)院3、礦化劑的選擇原則

①與SiO2作用,并在不太高的溫度下形成液相,且對制品的耐火度降低不大;②能夠形成足夠的液相,液相應(yīng)具有低的黏度及大的潤濕石英的能力,且數(shù)量隨溫度的改變不大;③在制磚過程中,礦化劑分布應(yīng)均勻,不具水溶性;④經(jīng)濟、溶液制備容易、便于生產(chǎn)控制。11/14/202288材料科學(xué)與工程學(xué)院3、礦化劑的選擇原則11/11/202230材料科學(xué)與工程學(xué)即:*有二液區(qū)；

**形成液相溫度＜1470℃（鱗石英的最高穩(wěn)定溫度）11/14/202289材料科學(xué)與工程學(xué)院即:*有二液區(qū)；11/11/202231材料科11/14/202290材料科學(xué)與工程學(xué)院11/11/202232材料科學(xué)與工程學(xué)院含SiO2的二元系統(tǒng)類型有二液區(qū)

CaO-SiO2

FeO-SiO2

MgO-SiO2

TiO2-SiO2

Cr2O3-SiO2

不含二液區(qū)

Al2O3-SiO2

Na2O-SiO2

K2O-SiO2

11/14/202291材料科學(xué)與工程學(xué)院含SiO2的二元系統(tǒng)類型有二液區(qū)不含二液區(qū)11/11/2

CaO-SiO2系

∵液化溫度1707℃，二液區(qū)寬度1-27.5CaO，二元共熔點1436℃∴CaO可用作礦化劑；硅磚可以單獨吸收27.5%CaO而不致崩潰。

27.511/14/202292材料科學(xué)與工程學(xué)院CaO-SiO2系∵液化溫度1707℃，二液區(qū)寬度1-FeO-SiO2系

∵液化溫度1698℃，二液區(qū)寬度3-42FeO，二元共熔點1178℃

∴FeO能用作礦化劑；硅磚可以單獨吸收42%FeO而不致崩潰。42311/14/202293材料科學(xué)與工程學(xué)院FeO-SiO2系∵液化溫度1698℃，二液區(qū)寬度3-42

MgO-SiO2系

∵液化溫度1695（1723）℃，二液區(qū)寬度3-42MgO，二元共熔點1543℃。

∴MgO不能用作礦化劑

11/14/202294材料科學(xué)與工程學(xué)院MgO-SiO2系∵液化溫度1695（1723）℃，TiO2-SiO2系

∵液化溫度1780（1794）℃，二液區(qū)寬度18-92TiO2（偏向TiO2），二元共熔點1553℃

∴TiO2不能用作礦化劑

11/14/202295材料科學(xué)與工程學(xué)院TiO2-SiO2系∵液化溫度1780（1794）℃，二Cr2O3-SiO2系

∵液化溫度2250℃，二液區(qū)寬度5-98Cr2O3，二元共熔點1720℃。

∴Cr2O3不能用作礦化劑11/14/202296材料科學(xué)與工程學(xué)院Cr2O3-SiO2系∵液化溫度2250℃，11/11CaO-FeO-SiO2系∵CaO-SiO2、FeO-SiO2都有二液區(qū)，由兩個含二液區(qū)的二元系統(tǒng)構(gòu)成的三元系統(tǒng)，仍然保持著二液區(qū)。

∴CaO-FeO可作為礦化劑；硅磚可以同時吸收不同比例的CaO和FeO。

11/14/202297材料科學(xué)與工程學(xué)院CaO-FeO-SiO2系∵CaO-SiO2、FeO-SiAl2O3-SiO2系

∵加入5.5%Al2O3，液化溫度由1723℃降到3Al2O3·2SiO2-SiO2共晶點1595℃，并且無二液區(qū)。

∴Al2O3不能用作礦化劑

5.511/14/202298材料科學(xué)與工程學(xué)院Al2O3-SiO2系∵加入5.5%Al2O3，液化溫度Na2O-SiO2系

∵加入6.5%Na2O，液化溫度下降到1600℃，25%Na2O，液化溫度降到Na2O·SiO2-SiO2共晶點789℃，并且無二液區(qū)。

∴Na2O不能用作礦化劑;Na2O也是有害雜質(zhì)。

256.511/14/202299材料科學(xué)與工程學(xué)院Na2O-SiO2系∵加入6.5%Na2O，液化溫度下所以,生產(chǎn)中常用的礦化劑是:

CaO、FeO、MnO。①對硅質(zhì)原料耐火度降低不大，溫度升高，液相量增加緩慢；②使泥料具有結(jié)合性和可塑性；③干燥后坯體具有一定的強度；④燒成時起礦化劑作用，促進石英轉(zhuǎn)化。目前生產(chǎn)中采用：石灰-鐵質(zhì)（

CaO+FeO）減少制品裂紋。主要用軋鋼皮（鐵鱗）引入。要求：Fe2O3+FeO>90%加入量<3-4%11/14/2022100材料科學(xué)與工程學(xué)院所以,生產(chǎn)中常用的礦化劑是:減少制品裂不同礦化劑對石英轉(zhuǎn)化率的影響CaO-氟化物85%66%11/14/2022101材料科學(xué)與工程學(xué)院不同礦化劑對石英轉(zhuǎn)化率的影響CaO-氟化物85%66%11/三、與硅磚有關(guān)的物系

Na2O（K2O）-SiO2雜質(zhì)作用Al2O3-SiO2雜質(zhì)作用Na2O(K2O)-A12O3-SiO2耐火度↓↓

優(yōu)質(zhì)硅磚要求：

CaO≤3％（A12O3十TiO2十R2O）≤0.5％R2O-Al2O3-SiO2系11/14/2022102材料科學(xué)與工程學(xué)院三、與硅磚有關(guān)的物系Na2O（K2O）-SiO

B:1%Al2O3,2%CaO,97%SiO2B’:0.5%Al2O3,2%CaO,97.5%SiO2Al2O3-CaO-SiO2系11/14/2022103材料科學(xué)與工程學(xué)院B:1%Al2O3,2%CaO,97%SiO2B’2007-5-20

Al2O3-CaO-SiO2系

B:1%Al2O3、2%CaO、97%SiO2

L1600=(SiO2-B)×100%/（SiO2-C）≈15.3%S1600=(B-C)×100%/（SiO2-C）≈84.5%

B’:0.5%Al2O3、2%CaO、97.5%SiO2L1600=(SiO2-B’)×100%/(SiO2–C’)≈10.9%S1600=(B’-C’)×100%/（SiO2-C’)≈89.1%

11/14/2022104材料科學(xué)與工程學(xué)院2007-5-20Al2O3-CaO-SiO2系

A12O3對硅磚有嚴重影響11/14/2022105材料科學(xué)與工程學(xué)院A12O3對硅磚有嚴重影響11/11/202247材料

Na2O（K2O）-SiO2雜質(zhì)作用Al2O3-SiO2雜質(zhì)作用Na2O(K2O)-A12O3-SiO2耐火度↓↓

優(yōu)質(zhì)硅磚要求：

CaO≤3％（A12O3十TiO2十R2O）≤0.5％R2O-Al2O3-SiO2系11/14/2022106材料科學(xué)與工程學(xué)院Na2O（K2O）-SiO2§3.1.2