耐火材料的化学成分是其基本特性。耐火材料是否能在一定条件下形成一定的相,为什么会出现这种相,并具有一定的特定性质,以及如何从本质上改变材料的某些特定性质,都首先取决于其化学成分。根据耐火材料中各种化学成分的含量和作用,通常分为三类:主要成分、杂质和附加成分。

A.主要组成部分

耐火材料中的主要成分是指对材料高温性能起决定性作用的绝大多数化学成分。耐火材料之所以具有良好的耐高温性能,以及许多耐火材料有其自身的特点,完全或基本上取决于主要成分。通常,根据耐火材料的化学成分对其进行分类,以及将同一材料的许多耐火材料分为几个等级,都是或主要是基于其主要成分的类型及其含量。

耐火材料的主要成分是具有高晶格能、高熔点或高分解温度的简单物质或化合物。在耐火材料的生产或使用过程中,需要形成性能良好的稳定矿物。它在自然界中的储量很高,更容易提取和利用。它广泛分布在地壳中,可作为耐火材料。主要成分以氧化物为主。此外,还有一些碳化物、氮化物、硅化物和硼化物,它们也可以用作耐火材料的主要成分。

目前,广泛生产和使用的耐火材料的主要成分主要是氧化物,如A1203、BeO、Cr2O3、MgO、CaO、Si02、ThO2、UO2、ZrO2,碳化物,如SiC、WC、B4C,以及氮化物-A1N、Si3N4等。

B.杂质

杂质是指耐火材料中与主要成分不同、含量较小、经常对耐火材料耐高温性能造成危害的化学成分。这种化学成分主要是从含有主要成分的原材料中夹带出来的。

耐火材料中的杂质有些是易熔物质,有些本身熔点很高,但当它们与主要成分共存时,可以产生易熔物质。因此,杂质的存在往往对主要成分产生强烈的助熔剂作用。虽然助熔剂效应有时有助于材料的液相烧结,但它对材料的耐高温性有严重的危害。助熔剂作用越强,也就是说,由于杂质的存在,液相开始在系统中形成的温度越低,或者形成的液相量越大,或者液相量随着温度的升高而增加得越快,并且形成的液体量越大。相粘度越低,润湿性越好,风险就越严重。例如,对于主要成分为SiO2的材料,如果它包含Na20、A120、TiO2、CaO和FeO中的任何氧化物,除了Na2O具有较低的熔点外,其他氧化物具有较高的熔点,但它们与SiO2不同。尽管它们共存,但它们都具有助熔作用。可以看出,如果Na20和SiO2共存,则液相开始形成的温度非常低。因此,如果以Si02为主要成分的耐火材料含有少量的Na20,则可以改善其高温性能。造成严重伤害。如果以SiO2为主要成分的耐火材料分别含有A1203和Ti02,尽管Si02-Al203和Si02-TiO2体系的共晶温度相似,分别为1595°C和1550°C,但在共晶温度下,液相中每1%的杂质氯化物都有很大不同,前者约为后者的1.9倍。此外,随着温度的升高,差异变得更大。例如,在1600°C时,它大约是2.3倍。因此,与TiO2相比,杂质A1203对Si02具有更强的助熔剂效应。氧化铝对硅耐火材料的高温性能有很大的危害。

此外,当杂质与主要成分共存时,如果生成的液体的粘度较低,并且粘度随着温度的升高而下降得更快,润湿性更好,则对耐火材料的危害将更加严重。因此,有必要提高耐火材料的耐高温性。性能,杂质含量必须严格控制。


C.其他成分

附加成分,通常称为外加剂,是为生产耐火材料产品的特定目的而添加的少量成分。例如,添加矿化剂以促进材料中某些相的形成和转化;添加抑制剂或稳定剂以抑制材料中某些相的形成;添加添加剂以促进材料的烧结。助焊剂等。总之,在耐火材料的生产中,添加少量添加剂可以在一定程度上改变材料的组成和结构,从而便于生产,使产品获得一定的预期特性。然而,必须注意不要严重影响其耐高温的基本性能。

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