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烧结助剂对于高铝砖性能提升有帮助吗

    为了满足一些用户的需求,如环保问题和各种工业生产过程的优化,耐火产品不断地进行改进。因此,鼓励对先进材料(尤其是不定形材料)的开发。例如,石化和铝工业(大部分设备在约800℃和1250℃的最高工作温度下进行操作),通常还在使用的是为炼钢部分最初设计的耐火产品。但是,这些材料只有当处于更高温度(>1300℃)时,才能显现出显微结构烧结或致密化及更好的热力学性能。因此,设计新颖的耐火材料组成,并增强其可用性,使之与其操作温度相匹配是必需的。


    一个可能的选择是向耐火浇注料中添加烧结助剂(SA)来提高低温(即600~1000℃)下的致密化速度,以降低能耗或开发能够在较宽温度范围(800~1400℃)中应用的产品。烧结助剂粉状材料容易处理,可以直接引入到浇注料干混合料中。由于它们与其它原材料相互作用,产生影响环境的气体,这些添加剂会在耐火材料第1次热处理时在设计的显微结构中产生液相,随后反应并出现新的耐火相(瞬态液相)。Braulio等评估了各种烧结助剂(TiO₂、ZrO₂、MgF₂、BM和硼硅酸镁)对Al₂O₃-MgO-CaO-SiO₂浇注料性能的影响。所选的烧结助剂充当了尖晶石(MgAl₂O4)和六铝酸钙(CA6)的矿化剂或密实化剂,增大了生成具有高的深宽比的片晶CA6和耐火材料基质中存在少量液相的可能性,使得抗蠕变性卓越,例如在使用含硼添加剂时。硼基材料因为在相对低温下有相变(即分解和氧化等)趋势,可能产生富硼液相,因而是提高浇注料烧结反应的合适选择。正如图1所显示的,B₂O₃呈现低熔点(约470℃),而且高铝耐火材料组成中这种液相的存在可以帮助物质更快的传输(扩散)并诱导系统中其它组分更易发生相互作用。