使用放散式高溫制作耐火材料

   在目前應用的各種不同類型的耐火材料中使用廣泛的為一般組成的莫來石xSiO2－yAl2O3，其中莫來石含量為當前采用自擴散式高溫合成方法有可能制成此類組成的莫來石。采用自擴散式高溫合成法制造的SiC和Al2O3基耐火材料從實踐的角度來看，為了制造建筑用的不同產品，特別愿意選擇混合物的自擴散式高溫合成方法，其組成中包括SiO2，因為它是大多數(shù)天然原料和建材廢料的基本組成部分。根據(jù)耐火材料的用途和工作條件的不同，以及在自擴散式高溫合成的制度下，須有根據(jù)地選擇原料組份。對于含有二氧化硅、三氧化二鋁和碳黑的混合物以燃燒法進行合成時，主要取決于原料試劑的重量百分比、粒度，以及按下式進行燃燒的條件：燃燒終產物可能為：莫來石、三氧化二鋁、剛玉（洛氏硬度約為90）和堅硬碳化硅顆粒，后者為燃燒時相應組份發(fā)生反應的產物。在高溫下進行工作及受到侵蝕性介質作用的條件下，碳化硅可以提高復合材料的抗沖刷性和抗侵蝕性。碳化硅顆粒也具有較高的硬度（30000GPa）。碳化硅耐火材料也具有較高的電導率、熱導率、抗熱震性和抗磨損性。該材料不被有色金屬潤濕，具有較高的常溫機械強度和高溫機械強度，能較好地抗酸性渣的侵蝕。這一性能及加熱時不與硅酸鋁類耐火材料發(fā)生反應，對于冶金及自擴散式高溫合成技術來說，碳化硅耐火材料是制造各種復合材料的有發(fā)展前途的材料。

   當有一定殘存數(shù)量的未參與反應的碳黑存在時，可以于650℃進行退火30min使之消除。對冶金爐及焦爐等熱工窯爐進行筑爐或維修時，適宜的砌筑膠泥及涂抹料為克分子比SiO2∶Al∶C＝5∶3∶1的復合材料混合物。此種涂抹料配料的獨特性能為：它與材料發(fā)生化學反應時析出大量的熱量，能使磚砌體牢固地粘結成為一個整體結構。就化學成分、物理機械性能及熱工性能而言，所形成的磚縫的性能與爐襯磚的性能近似。各種料在球磨機中混合4h.研磨球體的材質為陶瓷球。在所有的情況下，SiO2／Al／C的克分子比均為5／3／1，而在方案2中還研究了配料的不同化學計量組成的影響。混合之后，利用電子顯微鏡在不同的放大倍數(shù)下研究了制備好的料的質量。

   根據(jù)峰值的狀態(tài)可以評估所研究的原料混合物中發(fā)生的過程。通常認為，在吸熱過程中微分曲線為下垂的零位線，而在放熱過程中的該曲線為上升的零位線。吸熱過程可表示混合物的干燥和所研究組份的熔化。放熱過程通常與組份的氧化及析熱的自擴散式高溫合成反應有關。熱效應可用與試樣轉化的熱效應成正比的面積及與熱導率成反比的面積、振幅、熱效應開始的溫度、其大值及終止值來表示。峰值的形式取決于加熱速度（慢速加熱時，峰值為圓形而且較寬，快速加熱時為尖銳形），以及取決于所用材料的數(shù)量（數(shù)量少時峰值則呈光銳形）。

   按照差熱分析曲線來確定過程的熱效應的準確值是困難的，因為受到曲線走向的不同因素的影響。因此，為對混合物試樣的質量水平做比較，該方法是方便的。差熱分析的主要缺點是測定結果受到儀表的結構及試樣準備條件的制約，因而用數(shù)量表示所研究的過程是困難的。通過在空氣中將試樣加熱至1000℃，并隨后測定其強度和重量變化的方法來評估耐火材料的抗氧化性。自擴散式高溫合成反應的實施試驗表明，通過燃燒的方法進行合成只有在溫度約高于2000K時才能達到穩(wěn)定。在所有的情況下，保證燃燒法合成達到穩(wěn)定的簡便的方法是利用外界能源來預熱混合物以提高燃燒溫度。

   結論有效的高溫材料和隔熱材料的生產和合理的應用，可以保證降低熱工窯爐結構用材料的消耗量和散熱損失。因此，為了制造耐火材料和隔熱材料，特別注意到由SiO2、Al2O3和碳黑組成的細粉混合物。為了制造質材料，開展了一系列的研究工作，從而對原料細粉組成的選擇及制品的質量進行評估。本課題的科研工作是在為創(chuàng)立陶瓷材料的透氣性結構，以制造供凈化液體和氣體、保溫材料和耐火材料用新一代構件的物理化學規(guī)律性的框架內進行。