【摘 要】
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莫来石质耐火材料具有机械强度高、化学稳定性好、热震稳定性好、荷重软化温度高、高温蠕变率低等优良特性,广泛应用于高炉热风炉、玻璃熔窑、干熄焦炉及加热炉等工业窑炉。目前制备莫来石原料多采用资源稀缺的红柱石、蓝晶石,成本较高。为降低莫来石制品的成本并提高莫来石制品的性能,本研究首先采用熔盐法制备莫来石晶须,然后将其加入锆英石尾矿为原料制备的莫来石砖中,利用莫来石晶须晶格缺陷少,原子排列高度有序、强度接近
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莫来石质耐火材料具有机械强度高、化学稳定性好、热震稳定性好、荷重软化温度高、高温蠕变率低等优良特性,广泛应用于高炉热风炉、玻璃熔窑、干熄焦炉及加热炉等工业窑炉。目前制备莫来石原料多采用资源稀缺的红柱石、蓝晶石,成本较高。为降低莫来石制品的成本并提高莫来石制品的性能,本研究首先采用熔盐法制备莫来石晶须,然后将其加入锆英石尾矿为原料制备的莫来石砖中,利用莫来石晶须晶格缺陷少,原子排列高度有序、强度接近于完整晶体理论值的特性提高莫来石砖的综合性能。随着煅烧温度的提高,采用锆英石尾矿和红柱石制备的莫来石原料中的莫来石含量逐渐增加,部分莫来石晶体形貌由粒状逐渐发育长大为长柱状;烧后试样的体积密度逐渐增大,显气孔率随之减小;与采用锆英石尾矿相比,采用红柱石为原料、铝硅比为正莫来石试样煅烧后莫来石含量最多,体积密度最大,致密程度最高。研究结果表明,四种不同粒度的SiO2分别与Al2（SO4）3·18H2O混合,采用熔盐法在800-1100℃制备莫来石晶须,其中d50=20.16nm的SiO2粒度最细,活性高、比表面积大,在熔盐中与氧化铝反应生成莫来石速度最快,900℃下合成的莫来石晶须结晶程度最高、形貌均匀,长径比最大。以锆英石尾矿合成的正莫来石为原料,添加2%以d50=20.16nm的SiO2为原料通过熔盐法在900℃下合成的莫来石晶须,制备的莫来石砖,试样致密程度最高、热膨胀率和高温蠕变率明显降低。分析认为:莫来石晶须为微米级,团聚现象少,缺陷少,强度大,煅烧初期莫来石砖中莫来石晶须均匀分布在基质中、填充气孔,将基质与骨料紧密结合,提高莫来石砖强度;随着煅烧温度的升高,莫来石晶须发育长大为长柱状,钉扎作用和增强增韧效果明显,莫来石砖热膨胀率和高温蠕变率明显降低;可见通过添加莫来石晶须可以改善莫来石砖的高温性能。
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